Question

20．在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（kan）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因细胞才能在卡那霉素培养基上生长．下图为获得抗虫棉的技术流程．

请据图回答：
（1）A过程需要的酶有限制性内切酶和DNA连接酶．除了农杆菌转化法外，还可以利用显微注射法将重组质粒导入受体动物细胞．
（2）B过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是具有标记基因和能在宿主细胞中复制并稳定保存．
（3）C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入卡那霉素．由离体棉花叶片组织诱导最后形成再生植株，这一过程应用了植物组织培养技术，体现了植株细胞具有全能性．
（4）在分子水平上利用目的基因作为探针，采用分子杂交技术对再生植株进行检测，以鉴定其是否表达．
（5）请写出抗虫基因表达过程中遗传信息的流动方向抗虫基因$\stackrel{转录}{→}$mRNA$\stackrel{翻译}{→}$毒蛋白．

Answer 1

分析 分析题图：图示表示获得抗虫棉的技术流程图，首先采用基因工程技术将抗虫基因导入离体棉花叶片组织，其过程为：获取目的基因（抗虫基因）→A构建基因表达载体→将目的基因导入农杆菌→B用含有卡那霉素的选择培养基筛选含有重组质粒的土壤农杆菌→利用农杆菌转化法将目的基因导入离体棉花叶片组织细胞；其次采用C植物组织培养技术，将导入抗虫基因的细胞培养成转基因抗虫植株，其过程主要包括脱分化和再分化两个步骤．

解答 解：（1）图中A为基因表达载体的构建过程，该过程首先需要限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，还需DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组质粒．将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法．
（2）B过程是培养并选择含有重组质粒的土壤农杆菌，其中“选择”体现了质粒作为运载体必须具备具有标记基因；“培养”体现了质粒作为运载体必须能在宿主细胞中复制并稳定保存．
（3）由图可知，标记基因是卡那霉素抗性基因，因此要在培养基中添加卡那霉素．将离体棉花叶片组织培育成再生植株还需用采用植物组织培养技术，该技术的原理是植物细胞具有全能性．
（4）在分子水平上利用目的基因作为探针，采用分子杂交技术对再生植株进行检测，以鉴定其是否表达．
（5）基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程，因此抗虫基因表达过程中遗传信息的流动方向：抗虫基因$\stackrel{转录}{→}$mRNA$\stackrel{翻译}{→}$毒蛋白．
故答案为：
（1）限制性内切酶     DNA连接酶        显微注射法
（2）具有标记基因    能在宿主细胞中复制并稳定保存   
（3）卡那霉素    植物组织培养    全能性
（4）分子杂交
（5）抗虫基因$\stackrel{转录}{→}$mRNA$\stackrel{翻译}{→}$毒蛋白

点评 本题结合转基因抗虫植株的培育过程图，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的工具及操作步骤，能准确判断图中各过程的名称；识记质粒作为运载体的条件；掌握目的基因检测与鉴定的方法等．