Question

我國科學(xué)家張道遠(yuǎn)先生通過從耐旱灌木白花檉柳中克隆得到TSOD基因，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)化到棉花中，獲得了具備更強(qiáng)抗旱性的T4代轉(zhuǎn)基因棉花株系．下圖為轉(zhuǎn)基因抗旱棉花的培育過程示意圖，請據(jù)圖回答：

（1）①過程表示用

 

 擴(kuò)增目的基因的方法．②過程用到的工具酶有

 

．步驟③一般用

 

 處理農(nóng)桿菌，使其易吸收周圍環(huán)境中的DNA分子．
（2）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入棉花細(xì)胞除步驟④所示的方法外，還可采用

 

．如果受體細(xì)胞是動物的受精卵，則一般采用的方法是

 

．
（3）外植體培養(yǎng)成為試管苗的過程采用了

 

 技術(shù)，利用了

 

 的原理，步驟⑤⑥表示

 

．
（4）為了確定抗旱轉(zhuǎn)基因棉花是否培育成功，可先用放射性同位素標(biāo)記的作探針進(jìn)行分子水平鑒定，再

 

 進(jìn)行個體水平鑒定棉花植株的抗旱性．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù)

專題：

分析：分析圖，可知①是獲取目的基因，②是構(gòu)建基因表達(dá)載體，③導(dǎo)入目的基因，④用目的農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞，并轉(zhuǎn)化目的基因，⑤是脫分化，⑥是再分化，⑤⑥是利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將細(xì)胞培養(yǎng)成完整植株的過程．
1、PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因（適用于目的基因的核苷酸序列已知的情況）．PCR全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)，其原理是DNA復(fù)制，需要模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶），以指數(shù)的方式擴(kuò)增，即約2ⁿ．
2、將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞，如受體細(xì)胞是植物細(xì)胞，常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（約80%的轉(zhuǎn)基因植物都是用這種方法獲得的），具體過程：目的基因插人Ti質(zhì)粒的T-DNA上 農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→目的基因整合到植物細(xì)胞染色體上→目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達(dá)．另外，還可用基因槍法和花粉管通道法；如果受體細(xì)胞是動物細(xì)胞，常用顯微注射技術(shù)；如果受體細(xì)胞是微生物細(xì)胞，用Ca²⁺處理細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合（在緩沖液中）→一定溫度下，感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子，完成轉(zhuǎn)化．
3、目的基因的檢測與鑒定：基因探針--用放射性同位素（或熒光分子）標(biāo)記的含有目的基因DNA片段．（1）分子水平上的檢測 
  ①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)
  ②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)
  ③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)
（2）個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．（例：用蟲食用棉花，觀察其存活情況，來鑒定棉花是否具有抗蟲特性．）

解答： 解：（1）①是目的基因，數(shù)目太少，可以通過PCR擴(kuò)增技術(shù)，可以在短時間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因．②過程是構(gòu)建基因表達(dá)載體，此過程需要用同一種切割限制酶（限制性核酸內(nèi)切酶），再用DNA連接酶連接．步驟③將目的基因?qū)�入到農(nóng)桿菌，農(nóng)桿菌是微生物，一般要用Ca²⁺（或CaCl₂）  處理農(nóng)桿菌，使其處于感受態(tài)，易吸收周圍環(huán)境中的DNA分子．
（2）將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法．如果受體細(xì)胞是動物細(xì)胞，常用顯微注射技術(shù)；
（3）外植體培養(yǎng)成為試管苗常采用體現(xiàn)植物細(xì)胞的全能性的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，步驟⑤⑥分別表示脫分化、再分化．
（4）為了確定抗旱轉(zhuǎn)基因棉花是否培育成功，除分子水平鑒定外，也可再將具有抗旱基因（TaMnSOD基因、目的基因）的個體移栽到干旱土地中，進(jìn)行個體水平鑒定棉花植株的抗旱性．
故答案為：
（1）PCR技術(shù)     限制酶（限制性核酸內(nèi)切酶）、DNA連接酶     Ca²⁺（或CaCl₂）
（2）花粉管通道法（基因槍法）     顯微注射法
 （3）植物組織培養(yǎng)    植物細(xì)胞的全能性     脫分化、再分化  
（4）抗旱基因（TaMnSOD基因、目的基因）移栽到干旱土地中

點(diǎn)評：本題考查了基因工程的原理和技術(shù)的相關(guān)知識，意在考查考生能理解所學(xué)知識的要點(diǎn)，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系；理論聯(lián)系實(shí)際，綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決自然界和社會生活中的一些生物學(xué)問題的能力和從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力．