Question

14．材料：玉米的光合效率較水稻的高，這與玉米中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）有很大的關系．如何將玉米的這一種酶轉(zhuǎn)移到水稻等植物上一直是植物生物學家的研究課題之一．但實踐證明，常規(guī)雜交育種手段很難如愿以償．最近，有人利用土壤農(nóng)桿菌介導法，將完整的玉米PEPC基因?qū)�入到了水稻的基因組中，為快速改良水稻的光合作用效率，提高糧食作物產(chǎn)量開辟了新途徑．
（1）玉米和水稻很難利用常規(guī)雜交手段雜交的原因是玉米和水稻存在生殖隔離（答對關鍵詞生殖隔離即可）．
（2）獲得PEPC基因后，將其導入土壤農(nóng)桿菌的質(zhì)粒中，以獲得重組質(zhì)粒，需要的工具酶是限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶．
（3）玉米PEPC基因在水稻細胞中成功表達的標志是在水稻細胞中合成PEPC，該過程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯 兩個階段．
（4）該技術定向改變了水稻的性狀，這在可遺傳變異的來源中屬于基因重組．

Answer 1

分析 1、基因工程的工具：
（1）限制酶：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂．
（2）DNA連接酶：連接的是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵．
（3）運載體：常用的運載體：質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒．
2、基因工程技術的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成．
（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等．
（3）將目的基因?qū)�入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法．
（4）目的基因的檢測與鑒定：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；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術．個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答 解：（1）玉米和水稻之間存在生殖隔離，因此玉米和水稻很難利用常規(guī)雜交手段雜交．
（2）基因工程中所需的工具是限制酶和DNA連接酶．
（3）玉米PEPC基因在水稻細胞中成功表達的標志是在水稻細胞中合成PEPC；基因表達包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程．
（4）基因工程的原理是基因重組．
故答案為：
（1）玉米和水稻存在生殖隔離（答對關鍵詞生殖隔離即可）
（2）限制性內(nèi)切酶     DNA連接酶
（3）在水稻細胞中合成PEPC     轉(zhuǎn)錄        翻譯
（4）基因重組

點評 本題考查基因工程的相關知識，要求考生識記基因工程的概念、原理、操作工具及操作步驟，能結合所學的知識準確答題．