Question

16．在菲律宾首都马尼拉郊外的田野里，一种被称为“金色大米”的转基因水稻已经悄然收获．这种转基因大米可以帮助人们补充每天必须的维生素A．由于含有可以生成维生素A的β一胡萝卜素．它呈现金黄色泽，故称“金色大米”．“金色大米”的培育流程如图所示．请回答下列问题（已知酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-）．

（1）培育“金色大米”的基因工程操作四步曲中，其核心是基因表达载体的构建．通过该操作形成了图中的c（填字母），它的构成至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等．
（2）在研究过程中获取了目的基因后采用PCR技术进行扩增，在构建c过程中目的基因用限制酶Ⅱ（限制酶Ⅰ或限制酶Ⅱ）进行了切割，检验重组载体导入能否成功需要利用基因Ⅰ作为标记基因．
（3）过程d通常采用花粉管通道法方法，过程e运用了植物组织培养技术，在该技术应用的过程中，关键步骤是利用含有一定营养和激素的培养基诱导植物细胞进行脱分化和再分化．
（4）若希望该转基因水稻生产的“金色大米”含维生素A含量更高、效果更好，则需要用过蛋白质工程手段对合成维生素A的相关基因进行设计，该工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多，主要的原因是因为蛋白质的高级结构十分复杂，目前对很多蛋白质的高级结构还不了解．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：图中a表示转录过程，b表示利用mRNA进行逆转录合成目的基因，c表示基因表达载体的构建，d表示目的基因导入受体细胞，e是水稻细胞进行植物的组织培养并筛选出符合要求的植株．
目的基因的两侧分别有-GGATCC-、-GATC-两种序列，根据两种酶的酶切位点，限制酶Ⅰ只能切割左侧的序列，而限制酶Ⅱ可以切割两侧的序列．

解答 解：（1）培育“金色大米”的基因工程操作四步曲中，其核心是基因表达载体的构建．通过该操作形成了图中的c重组质粒，它的构成至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等．
（2）在研究过程中获取了目的基因后采用PCR技术进行扩增．据图分析，目的基因的两侧有-GGATCC-、-GATC-两种序列，由于酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-酶II的识别序列和切点是-↓GATC-，因此只能选择限制酶Ⅱ获取目的基因．图中可以看出目的基因插入到基因Ⅱ中，因此检验重组载体导入能否成功，需要利用基因Ⅰ作为标记基因．
（3）过程d是将目的基因导入受体细胞，通常采用花粉管通道法；过程e将水稻细胞培养成完整植株运用了细胞工程中的植物组织培养技术，该技术的理论依据是植物细胞的全能性．在该技术应用的过程中，关键步骤是利用含有一定营养和激素的培养基诱导植物细胞进行脱分化形成愈伤组织，然后再分化形成植株．
（4）若希望该转基因水稻生产的“金色大米”含维生素A含量更高、效果更好，则需要通过蛋白质工程手段对合成维生素A的相关目的基因进行设计．该工程是一项难度很大的工程，因为蛋白质的高级结构十分复杂，目前对很多蛋白质的高级结构还不了解，所以目前成功的例子不多．
故答案为：
（1）基因表达载体的构建     c    目的基因、启动子、终止子、标记基因
（2）PCR  限制酶Ⅱ基因Ⅰ
（3）花粉管通道法（或基因枪法） 植物组织培养     脱分化    再分化
（4）蛋白质（1分）  因为蛋白质的高级结构十分复杂，目前对很多蛋白质的高级结构还不了解

点评 本题具有一定的综合性，难度适中，考查基因工程中目的基因的获取、基因表达载体的构建、限制酶、植物组织培养技术、蛋白质工程等方面的知识，要求考生能识记基因工程技术的操作步骤，以及限制酶的作用特点，培养了考生识图能力和审题能力．