Question

3．科學(xué)家通過基因工程技術(shù)，將蘇云金芽孢桿菌的Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入到普通棉株細(xì)胞內(nèi)，并成功地實(shí)現(xiàn)了表達(dá)，從而培育出了能抗棉鈴蟲的棉花植株--抗蟲棉．其過程大致如圖所示，請回答：

（1）基因工程的操作程序主要包括四個(gè)步驟，其核心是基因表達(dá)載體的構(gòu)建．
（2）獲取Bt毒蛋白基因的方法一般有從基因文庫中獲取目的基因、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因、利用DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成等等．
（3）Ti質(zhì)粒是農(nóng)桿菌中的一種質(zhì)粒，其上有T-DNA．把目的基因插入Ti質(zhì)粒的中T-DNA中，是利用了T-DNA的可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體DNA分子上的特點(diǎn)．Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入到普通棉株細(xì)胞內(nèi)的過程，在基因工程中稱為轉(zhuǎn)化．
（4）該題中，將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．
（5）一個(gè)基因表達(dá)載體必須有啟動(dòng)子、終止子、目的基因和標(biāo)記基因等．
（6）目的基因能否在棉花植株體內(nèi)穩(wěn)定維持并表達(dá)其遺傳特性，關(guān)鍵是目的基因能否插入到受體細(xì)胞的染色體DNA分子上．這需要通過檢測才能知道．檢測采用的方法是DNA分子雜交技術(shù)．從個(gè)體生物學(xué)水平看，又該如何檢測？抗蟲的接種實(shí)驗(yàn)．

Answer 1

分析 1、分析題圖：圖示為抗蟲棉的培育過程，首先獲取目的基因，構(gòu)建基因表達(dá)載體；其次采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)�入棉花�?xì)胞；最后采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將轉(zhuǎn)基因細(xì)胞培育成轉(zhuǎn)基因植株．
2、基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成．
（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等．（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物�?xì)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�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)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(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)．個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答 解：：（1）進(jìn)行基因工程操作一般要經(jīng)過的四個(gè)步驟是：目的基因的獲�。换�因表達(dá)載體的構(gòu)建（或目的基因與運(yùn)載體結(jié)合）；將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞；目的基因的檢測與鑒定．
（2）基因工程中獲取目的基因的方法包括：從基因文庫中獲取目的基因、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因、利用DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成等．
（3）農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上．Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入普通棉株細(xì)胞內(nèi)并成功實(shí)現(xiàn)了表達(dá)的過程，在基因工程中稱為轉(zhuǎn)化．
（4）圖中將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞采用了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．
（5）基因表達(dá)載體的組成包括啟動(dòng)子、終止子、目的基因和表達(dá)基因等．
（6）目的基因是否插入到受體細(xì)胞染色體DNA上是目的基因能否在棉株體內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵，可通過DNA分子雜交技術(shù)進(jìn)行檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞．從個(gè)體生物學(xué)水平看，還可以通過抗蟲的接種實(shí)驗(yàn)來檢測．
故答案為：
（1）基因表達(dá)載體的構(gòu)建
（2）從基因文庫中獲取目的基因、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因、利用DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成等
（3）可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體DNA分子上    轉(zhuǎn)化
（4）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法
（5）目的基因和標(biāo)記基因
（6）目的基因能否插入到受體細(xì)胞的染色體DNA分子上    DNA分子雜交技術(shù)      抗蟲的接種實(shí)驗(yàn)

點(diǎn)評 本題結(jié)合轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培養(yǎng)過程圖，考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的原理、工具及操作步驟，掌握各步驟中應(yīng)注意的細(xì)節(jié)，能結(jié)合圖中信息答題．