Question

17．我们日常吃的大米中铁含量极低，科研人员通过基因工程等技术，培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻，改良了稻米的营养品质．下图为培育转基因水稻过程示意图，请分析回答．

（1）铁结合蛋白基因来自菜豆，可通过PCR扩增获取，如果该基因脱氧核苷酸序列已知且比较小，还可用化学方法直接人工合成．
（2）构建重组Ti质粒时，通常先要用（同种）限制酶分别切割含目的基因的DNA片段和质粒．将重组Ti质粒导入农杆菌时，可以用Ca²⁺（氯化钙）处理农杆菌，使重组Ti质粒易于导入．
（3）将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时，通过培养基2的筛选培养，可以获得含有重组质粒的愈伤组织；培养基3与培养基2的区别是生长素和细胞分裂素的浓度比例（植物激素比例）．检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因稻米铁的含量．
（4）为研究外源基因的遗传方式，将T₀代植株上收获的种子种植成T₁代株系，检测各单株的潮霉素抗性．在检测的多数T₁代株系内，抗潮霉素植株与潮霉素敏感植株的比例为3：1，此结果说明外源基因的遗传符合（基因的）分离定律．有少数T₁代株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感，但其体内能检测到铁结合蛋白基因，造成这一结果最可能的原因是潮霉素基因没有表达．

Answer 1

分析 据图分析：重组Ti质粒中铁结合蛋白基因称为目的基因，潮霉素抗性基因为标记基因；将重组Ti质粒导入受体细胞的方法是农杆菌转化法；将开花后未成熟的胚进行植物组织培养，脱分化形成愈伤组织，作为受体细胞，最终培育形成转基因水稻，过程中需要生长素和细胞分裂素进行调节．

解答 解：（l）如果基因的脱氧核苷酸序列已知，可以用化学合成法获得此目的基因，再用PCR技术进行扩增．
（2）构建重组质粒的过程中，通常要用同一种限制酶分别切割质粒和含目的基因的DNA片段，使它们产生相同的黏性末端，然后再用DNA连接酶连接成重组质粒．将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用CaCl₂溶液处理农杆菌成为感受态细胞，易于重组Ti质粒导入．
（3）质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因，因此通过培养基2的筛选培养，可以获得含有重组质粒的愈伤组织．培养基3与培养基2的区别是生长素和细胞分裂素的浓度比例不同．检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻成熟种子中铁含量．
（4）细胞导入目的基因后，可将该细胞认为是携带目的基因的杂合子，自交后代中，抗潮霉素植株与潮霉素敏感植株的比例为3：1，此结果说明外源基因的遗传符合基因的分离定律．如果体内能检测到铁结合蛋白基因，而表现为对潮霉素敏感，最有可能的就是潮霉素抗性基因没有表达或者潮霉素抗性基因丢失．
故答案为：
（1）PCR      化学
（2）（同种）限制酶      含目的基因的DNA片段和质粒       Ca²⁺（氯化钙）
（3）含有重组质粒的愈伤组织    生长素和细胞分裂素的浓度比例（植物激素比例）   铁的含量          
（4）（基因的）分离定律     潮霉素基因没有表达

点评 本题考查基因工程中培育转基因水稻的相关知识，意在考查学生理解的知识要点、获取信息以及识图分析能力和运用所学知识分析问题、解决问题的能力．