Question

11．基因工程育種中，常用兩種限制酶同時(shí)切割目的基因和載體，以保證重組DNA序列的唯一性，利用帶有兩種標(biāo)記基因的質(zhì)粒構(gòu)建的重組質(zhì)粒，便于篩選導(dǎo)入重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞．如圖所示為轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育過程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：

（1）如果將抗蟲基因直接導(dǎo)入棉花細(xì)胞，一般情況下，棉花不會(huì)具有抗蟲特性，原因是抗蟲基因在棉花細(xì)胞中不能穩(wěn)定存在并復(fù)制和表達(dá)，因此需要構(gòu)建基因表達(dá)載體．
（2）在構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，應(yīng)選用SalI和HindIII兩種限制酶對(duì)目的基因和質(zhì)粒進(jìn)行切割，以保證重組DNA的準(zhǔn)確連接．
（3）圖中運(yùn)用影印培養(yǎng)法檢測基因表達(dá)載體中是否導(dǎo)入了農(nóng)桿菌，以便于篩選導(dǎo)入目的基因的受體細(xì)胞．培養(yǎng)基除了含有細(xì)菌生長繁殖必需的營養(yǎng)成分外，培養(yǎng)基A和B還應(yīng)分別添加氨芐青霉素、四環(huán)素．篩選的結(jié)果表明，含有目的基因的是4和6菌落中的細(xì)菌．為了確定抗蟲棉是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記抗蟲基因的DNA片段作探針進(jìn)行分子雜交檢測，又要用抗蟲的接種實(shí)驗(yàn)從個(gè)體水平鑒定棉花植株的抗蟲特性．
（4）將轉(zhuǎn)入抗蟲基因的棉花細(xì)胞培育成完整的植株需要用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，愈傷再分化進(jìn)而形成完整植株，此過程除營養(yǎng)物質(zhì)外還必須向培養(yǎng)基中添加植物激素（生長素和細(xì)胞分裂素）．
（5）科學(xué)家通常將目的基因?qū)�入到植物�?xì)胞的線粒體（或葉綠體）中，是為了防止轉(zhuǎn)基因作物的目的基因通過花粉傳遞給近緣物種．

Answer 1

分析 分析題圖：質(zhì)粒和含抗蟲基因的DNA片段上均有SalⅠ、HindⅢ、BamHⅠ三種限制性核酸內(nèi)切酶酶切位點(diǎn)．
在質(zhì)粒上，這三種限制酶的切割位點(diǎn)都位于抗四環(huán)素基因上，用其任何一種酶都會(huì)破壞四環(huán)素抗性基因；在含抗蟲基因的DNA片段上，BamHⅠ位于目的基因上，用BamHⅠ切割會(huì)破壞目的基因．

解答 解：（1）如果將抗蟲基因直接導(dǎo)入棉花細(xì)胞，由于該基因上缺少復(fù)制原點(diǎn)以及啟動(dòng)子和終止子，因此在棉花細(xì)胞中不能穩(wěn)定存在并復(fù)制和表達(dá)，因此一般情況下，棉花不會(huì)具有抗蟲特性，需要構(gòu)建基因表達(dá)載體．
（2）質(zhì)粒和含有目的基因的外源DNA分子上都含有SalI、Hindm、BamHI三種限制酶切割位點(diǎn)，其中BamHI的切割位點(diǎn)位于目的基因上，用該酶切割會(huì)破壞目的基因；若只用SalI一種限制酶切割可能會(huì)導(dǎo)致目的基因與運(yùn)載體反向連接；因此在構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，應(yīng)選用SalI和HindIII兩種限制酶對(duì)質(zhì)粒和抗鹽基因進(jìn)行切割，以保證重組DNA序列的唯一性．
（3）用SalI和HindIII兩種限制酶對(duì)質(zhì)粒進(jìn)行切割時(shí)，會(huì)破會(huì)四環(huán)素抗性基因，但不會(huì)破壞氨芐青霉素抗性基因，因此導(dǎo)入重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上能生存，但不能在含有四環(huán)素培養(yǎng)基上生存，所以培養(yǎng)基A和培養(yǎng)基B分別還含有氨芐青霉素、四環(huán)素，含目的基因的是4和6菌落中的細(xì)菌．探針是指用放射性同位素標(biāo)記的目的基因（抗鹽基因）．除了從分子水平上進(jìn)行檢測，還可以從個(gè)體水平上進(jìn)行鑒定，即用一定濃度的鹽水澆灌煙草植株來鑒定煙草的耐鹽性．
（4）將轉(zhuǎn)入抗鹽基因的煙草細(xì)胞培育成完整的植株需要用采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，先經(jīng)過脫分化形成愈傷組織，愈傷組織再經(jīng)過增殖和分化形成完整的植株．此過程除營養(yǎng)物質(zhì)外還必須向培養(yǎng)基中添加植物激素（生長素和細(xì)胞分裂素）．
（5）科學(xué)家通常將目的基因?qū)�入到植物�?xì)胞的線粒體（或葉綠體）中，這樣植物產(chǎn)生的花粉粒中將不含目的基因，能夠防止轉(zhuǎn)基因作物的目的基因通過花粉傳遞給近緣物種．
故答案為：
（1）穩(wěn)定存在并復(fù)制和表達(dá)
（2）Sal I     Hind III
（3）氨芐青霉素   四環(huán)素    4和6     抗蟲基因的DNA片段  抗蟲的接種實(shí)驗(yàn)
（4）再分化   植物激素（生長素和細(xì)胞分裂素）
（5）線粒體（或葉綠體）

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草的培育過程圖，考查基因工程、植物組織培養(yǎng)等知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的原理、工具及操作步驟，能根據(jù)圖中限制酶的位置及題干要求選擇正確的限制酶，能根據(jù)題中信息判斷培養(yǎng)基中抗生素的名稱，識(shí)記植物組織培養(yǎng)過程及條件．