Question

下图是利用基因工程技术培育转基因抗虫（Bt毒蛋白基因）大豆的示意图。请回答下列有关问题：

（1）培育转基因抗虫大豆的核心步骤是____________，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因_______________________。这一步骤需要的工具酶中对核苷酸序列有严格要求的是________________________。

（2）将重组Ti质粒转入农杆菌之前，常用Ca²⁺处理农杆菌，目的是____________。用含重组Ti质粒的农杆菌侵染大豆细胞，质粒上的____________可将抗虫基因转移至大豆细胞的染色体DNA上。

（3）在分子水平上，采用抗原-抗体杂交技术检测目的基因是否在受体细胞中表达，若出现_________，则表明抗虫基因己在大豆细胞中翻译出Bt毒蛋白。抗虫基因之所以能够在大豆细胞中成功表达是因为绝大多数生物_______________________。若转基因抗虫大豆植株表现出抗虫性状，则____________（填“能够”或“不能”）表明植株发生了可遗传变异。

（4）转入抗虫基因的大豆细胞经过____________形成愈伤组织，然后发育成胚状体和试管苗。转基因抗虫大豆可以通过制作人工种子的方法大量繁殖，人工种子可以用图中的____________等材料用人工薄膜包装后得到。

Answer

构建基因表达载体 表达和发挥作用 限制性核酸内切酶（限制酶） 使农杆菌细胞能够吸收外源DNA分子 T-DNA 杂交带 共用一套密码子 能够 脱分化 胚状体

【解析】试题分析：本题考查了基因工程的有关知识，要求学生能够识记基因工程的操作步骤；区分识记目的基因导入受体细胞的不同方法；掌握目的基因检测与鉴定的方法；明确抗虫植物研究的生态学意义。基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定。目的基因的检测与鉴定包括分子水平上的检测与个体水平上的鉴定两种方式。

（1）培育转基因抗虫大豆需要采用基因工程技术，该技术的核心步骤是构建基因表达载体，其作用是使目的基因在受体细胞稳定存在并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因表达和发挥作用。这一步骤需要使用限制酶，因为酶具有特异性，对核苷酸序列有严格要求，具体表现在：一种限制酶只能识别特定的核苷酸（DNA）序列，并在特定的位点切割。

（2）要把重组质粒导入土壤农杆菌，首先必须用Ca2+处理土壤农杆菌，使土壤农杆菌转变为感受态，能够吸收外源DNA分子；然后将重组质粒和感受态细胞在缓冲液中混合培养完成转化过程。用含重组Ti质粒的农杆菌侵染大豆细胞，质粒上的T-DNA可将抗虫基因转移至大豆细胞的染色体DNA上。

（3）在分子水平上，采用抗原-抗体杂交技术检测目的基因是否在受体细胞中表达，若出现杂交带，则表明抗虫基因已在大豆细胞中翻译出Bt毒蛋白。否则说明抗虫基因没有表达。因为在生物界，绝大多数生物共用一套密码子，因此抗虫基因能够在大豆细胞中成功表达。若转基因抗虫大豆植株表现出抗虫性状，说明抗虫基因已经成功表达，能够表明植株发生了可遗传的变异。

（4）用基因工程培育转基因大豆时，把抗虫基因转入大豆细胞后，需要用植物组织培养技术将其培养成大豆植株，因此转入抗虫基因的大豆细胞经脱分化形成愈伤组织，然后发育成胚状体和试管苗。转基因抗虫大豆可以通过制作人工种子的方法大量繁殖，人工种子可以用图中的胚状体等材料用人工薄膜包装后得到。