Question

15．科学家从深海鱼体内发现一种抗冻蛋白基因afp，能对农作物的抗寒能力进行改造．进一步研究发现，该抗冻蛋白中某段氨基酸序列重复次数越多，抗寒能力越强，科学家对afp进行改造后得到safp基因，并用该基因对棉花进行改造，过程如下：

（1）获得safp基因后，为了保障实验需求，通常利用PCR技术获得大量safp基因的拷贝．
（2）构建重组质粒后，要先将其导入农杆菌，需要用钙离子处理农杆菌，完成转化后再进而导入棉花细胞，这种转化法称为农杆菌转化法．
（3）将重组质粒导入棉花细胞时，需要将转化后的农杆菌与棉花愈伤组织混合培养，再通过DNA分子杂交技术检测、筛选导入safp基因的棉花细胞；并进一步用抗原-抗体杂交技术检测、筛选safp基因表达成功的棉花细胞；最后还要通过个体水平鉴定，才能确认改造成功．
（4）最后，通过个体水平的鉴定，科学家确定safp基因成功整合到棉花细胞中的某个染色体上，从而得到一株抗寒棉花植株，使其自交，则后代中抗寒：非抗寒=3：1．
（5）从获得afp基因到得到抗寒棉花植株，该过程应用的工程技术有基因工程、植物组织培养（至少写出两项）．

Answer 1

分析 1、基因工程的工具：
（1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂．
（2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键．
（3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒．
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）获得safp基因后，为了保障实验需求，通常利用PCR技术获得大量safp基因的拷贝．PCR技术的原理是DNA复制，需要的材料与条件有：模板DNA、热稳定DNA聚合酶、引物、原料等．
（2）构建重组质粒后，要先将其导入农杆菌，需要用钙离子处理农杆菌，使之成为感受态．完成转化后再通过农杆菌转化法导入棉花细胞．
（3）将重组质粒导入棉花细胞时，需要将转化后的农杆菌与棉花愈伤组织混合培养，再通过DNA分子杂交技术检测、筛选导入safp基因的棉花细胞；并进一步用抗原-抗体杂交技术检测、筛选safp基因表达成功的棉花细胞；最后还要通过个体水平鉴定，才能确认改造成功．
（4）如果safp基因成功整合到棉花细胞中的某个染色体上，得到的抗寒棉花植株相当于杂合体，则其自交后代中抗寒：非抗寒=3：1．
（5）从获得afp基因到得到抗寒棉花植株，该过程应用的工程技术有基因工程、植物组织培养等．
故答案为：
（1）PCR（DNA扩增）
（2）钙离子    农杆菌转化
（3）DNA分子杂交技术   抗原-抗体杂交技术
（4）3：1
（5）基因工程、植物组织培养

点评 本题结合转基因抗寒棉花植株的培育过程图，考查基因工程和植物组织培养的相关知识，要求考生识记基因工程的工具及操作步骤，能准确判断图中各过程的名称；识记植物组织培养的过程及应用，能结合图中信息答题．