Question

3．科学家通过基因工程技术，将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入到普通棉株细胞内，并成功地实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株--抗虫棉．其过程大致如图所示，请回答：

（1）基因工程的操作程序主要包括四个步骤，其核心是基因表达载体的构建．
（2）获取Bt毒蛋白基因的方法一般有从基因文库中获取目的基因、利用PCR技术扩增目的基因、利用DNA合成仪用化学方法直接人工合成等等．
（3）Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有T-DNA．把目的基因插入Ti质粒的中T-DNA中，是利用了T-DNA的可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体DNA分子上的特点．Bt毒蛋白基因转入到普通棉株细胞内的过程，在基因工程中称为转化．
（4）该题中，将目的基因导入受体细胞的方法是农杆菌转化法．
（5）一个基因表达载体必须有启动子、终止子、目的基因和标记基因等．
（6）目的基因能否在棉花植株体内稳定维持并表达其遗传特性，关键是目的基因能否插入到受体细胞的染色体DNA分子上．这需要通过检测才能知道．检测采用的方法是DNA分子杂交技术．从个体生物学水平看，又该如何检测？抗虫的接种实验．

Answer 1

分析 1、分析题图：图示为抗虫棉的培育过程，首先获取目的基因，构建基因表达载体；其次采用农杆菌转化法将目的基因导入棉花细胞；最后采用植物组织培养技术将转基因细胞培育成转基因植株．
2、基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成．
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等．（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法．
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术．个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等．

解答 解：：（1）进行基因工程操作一般要经过的四个步骤是：目的基因的获取；基因表达载体的构建（或目的基因与运载体结合）；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定．
（2）基因工程中获取目的基因的方法包括：从基因文库中获取目的基因、利用PCR技术扩增目的基因、利用DNA合成仪用化学方法直接人工合成等．
（3）农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上．Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现了表达的过程，在基因工程中称为转化．
（4）图中将目的基因导入植物细胞采用了农杆菌转化法．
（5）基因表达载体的组成包括启动子、终止子、目的基因和表达基因等．
（6）目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上是目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键，可通过DNA分子杂交技术进行检测目的基因是否导入受体细胞．从个体生物学水平看，还可以通过抗虫的接种实验来检测．
故答案为：
（1）基因表达载体的构建
（2）从基因文库中获取目的基因、利用PCR技术扩增目的基因、利用DNA合成仪用化学方法直接人工合成等
（3）可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体DNA分子上    转化
（4）农杆菌转化法
（5）目的基因和标记基因
（6）目的基因能否插入到受体细胞的染色体DNA分子上    DNA分子杂交技术      抗虫的接种实验

点评 本题结合转基因抗虫棉的培养过程图，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、工具及操作步骤，掌握各步骤中应注意的细节，能结合图中信息答题．