Question

下图表示“华恢1号”抗虫水稻主要培育流程，据图回答：

（1）杀虫基因通过①～④，最终在宿主细胞内维持稳定和表达的过程中核心步骤是_________。（填序号）

（2）杀虫基因(crylA)是根据几种Bt毒蛋白的分子结构，设计并人工合成的，这属于________________技术范畴。

（3）组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造。下图是天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图(示部分基因及部分限制酶作用位点)，据图分析：

①人工改造质粒时，要使抗虫基因能成功表达，还应插入________作用是__________________________。

②人工改造质粒时，用限制酶Ⅰ处理，其目的是：第一，去除质粒上的____________________________(基因)，保证T－DNA进入水稻细胞后不会促进细胞的分裂和生长；第二，使质粒带有单一限制酶作用位点，有利于_______________。第三，使质粒大小合适，可以提高转化效率等。

③若用限制酶Ⅱ分别切割经过②过程改造的理想质粒和带有抗虫基因的DNA分子，并构成重组Ti质粒。分别以含四环素和卡那霉素的培养基培养已成功导入抗虫基因的水稻胚细胞，观察到的细菌生长情况是______________________________________。

（4）若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端为，则请画出DNA被限制酶Ⅱ切割后形成末端的过程_________________________________。

Answer

① 蛋白质工程 启动子 RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录mRNA,获得蛋白质 tms 目的基因(或外源DNA)准确插入 在含卡那霉素的培养基中能够生长，而在含四环素的培养基中不能生长

【解析】试题分析：根据图示“华恢1号”抗虫水稻主要培育流程分析可知，过程①为基因表达载体的构建；过程②是将目的基因导入土壤农杆菌；过程③是通过农杆菌转化法将含有目的基因再导入水稻胚细胞内；过程④是利用植物组织培养技术培养转基因水稻植株。蛋白质工程的原理(实质)：改造基因。标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。启动子是一段特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质。

(1)基因工程中核心步骤是构建基因表达载体，即图中①。

(2)蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。所以人工改造杀虫基因(crylA)新的Bt毒蛋白分子，这属于蛋白质工程技术范畴。

(3)①启动子是一段特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质。

②限制酶Ⅰ的其中一个作用位点在tms基因上，所以它可破坏了tms基因的作用。另外限制酶的作用位点也有利于目的基因(或外源DNA)准确插入。

③限制酶Ⅱ分别切割质粒，破坏了tmr和tet基因，tet基因是四环素抗性基因。但卡那霉素抗性基因没有被破坏.重组Ti质粒，再分别以含四环素和卡那霉素的培养基培养已成功导入抗虫基因的水稻胚细胞，观察到的细胞生长的情况是在含卡那霉素的培养基中能够生长，而在含四环素的培养基中不能生长。

④限制酶Ⅱ切割DNA会产生两个2个切口，如图所示：