Question

3．分析资料，回答下列有关遗传信息传递与生物工程等问题．
P5CS是植物合成脯氨酸的关键酶，脯氨酸有助于植物抵御干旱．如图1是将P5CS基因转入烟草细胞获得耐旱烟草植株过程的示意图．

（1）要将P5CS基因成功插入Ti质粒中，Ti质粒的中应含有HindⅢ、SalⅠ限制酶的酶切割位点．
（2）若用两种识别切割序列完全不同的限制酶M和N切割Ti质粒DNA，通过凝胶电泳分离分析得下表．限制酶M和N的识别序列和切割位点如图2所示．

凝胶电泳结果
片段大小（ kb）	酶M	酶N	酶M+酶N
1.0	+		+
2.0			+
3.0			+
4.0			+
5.0	+
6.0			+
7.0		+
9.0		+
10.0	+

该Ti质粒DNA的长度为51.16kbkb．在该DNA分子中，M酶的切割位点有3个．M酶与N酶切出的能相互粘连的末端能在酶的作用下相互连接，请将连接的结果表示出来：．连接后的序列是否可以用M酶、N酶进行切割，并简述理由：否，连接后的序列不是M酶和N酶所能识别的特定的碱基序列
（3）③过程需在农杆菌的培养基中添加四环素才能筛选出含P5CS基因的Ti质粒的农杆菌．
（4）转基因是否成功，在个体水平上检测可采用的指标是抗旱/耐旱．
（5）将转入P5CS基因的烟草细胞培养成完整的植物需要用植物组织培养技术，愈伤组织通过再分化（细胞增殖和分化）发育成完整植株，此过程除营养物质外还必须向培养基中添加植物激素（生长素和细胞分裂素）．
（6）下列有关基因工程的叙述错误的是ABD（多选）
A．质粒上的目的基因必须整合到受体细胞的DNA上才能不被分解
B．以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同
C．没有与目的基因重组的质粒也可以进入受体细胞
D．质粒上的抗生素抗性基因有利于质粒与外源基因连接．

Answer 1

分析 分析题图：图示是将P5CS基因转入烟草细胞获得耐旱烟草植株过程的示意图，其中①表示基因表达载体的构建过程；②表示将目的基因导入农杆菌细胞；③表示目的基因随着农杆菌的增殖而扩增；④表示脱分化过程；⑤表示再分化过程；⑥⑦表示个体发育过程．
分析表格可知，Ti质粒DNA是双链闭合环状的DNA分子，因此限制酶在切割时，用酶M得到3个片段，则有3个切点，用酶N得到2个片段，则有2个切点．图2中可以看出，两种限制酶切割形成的黏性末端相同，因此可以在DNA连接酶的作用下相互连接．由于酶的专一性，连接后不能再用M酶、N酶进行切割，因为连接后的序列不是M酶和N酶所能识别的特定的碱基序列．

解答 解：（1）由图可知，目的基因前有HindⅢ限制酶切割位点，后有SalⅠ限制酶切割位点，因此要将P5CS基因成功插入Ti质粒中，Ti质粒的T-DNA中应含有HindⅢ、SalⅠ限制酶切割位点．
（2）表格中+表示该片段的存在以及含量，用酶M切割产生了一个1.0kb的、一个5.0kb的、一个10.0kb的片段，因此则该DNA的长度为16Kb．由于质粒为环状DNA，用酶M得到3个片段，则有3个切点，用酶N得到2个片段，则有2个切点．M酶和N酶切割能得到相同的黏性末端，可以用DNA连接酶催化连接，连接如图．当连接后，没有了两种酶的识别序列，因此两种酶不能再切割．

（3）由图可知，标记基因是四环素抗性基因，因此③过程需在农杆菌的培养基中添加四环素才能筛选出含P5CS基因的Ti质粒的农杆菌．
（4）检测目的基因是否整合到烟草细胞染色体DNA上，采用DNA分子杂交技术；转基因是否成功可以直接在个体水平上对转基因植物与非转基因植物的抗旱（或耐旱）性能进行比较．
（5）将转基因烟草细胞培育成完整的植株还需采用植物组织培养技术，该技术包括脱分化和再分化两个重要的步骤，即转基因烟草细胞首先经过脱分化过程形成愈伤组织，愈伤组织再经过再分化发育成完整植株；决定脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，尤其是生长素和细胞分裂素．
（6）A、用质粒作为运载体时，质粒上的目的基因不需要整合到受体细胞的DNA上，用病毒或噬菌体作为运载体时，目的基因需整合到受体细胞DNA上，A错误；
B、真核生物基因有编码区和非编码区之分，并且编码区包括外显子和内含子，而以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因只包含外显子，没有内含子和非编码序列，因此与原基因的碱基序列不同，B错误；
C、没有与目的基因重组的普通质粒也可以进入受体细胞，C正确；
D、质粒上至少要有一个标记基因，抗生素抗性基因为标记基因，有利于检测目的基因是否导入受体细胞，D错误．
故选：ABD．
故答案为：
（1）HindⅢ、SalⅠ
（2）16kb；  3      否，连接后的序列不是M酶和N酶所能识别的特定的碱基序列
（3）四环素   
（4）抗旱/耐旱
（5）植物组织培养　　植物激素（生长素和细胞分裂素）
（6）ABD

点评 本题结合将P5CS基因转入烟草细胞获得耐旱烟草植株过程的示意图，考查基因工程和细胞工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤；识记植物组织培养的过程及相关应用，能正确分析题图，并能从中提取有效信息准确答题．