Question

【題目】美國食品藥品管理局于2018年5月24日宣布，經過基因改造的黃金大米可以安全食用。據此，飽受非議的黃金大米終于得到公眾的認可。已知維生素A缺乏會導致夜盲癥，β一胡蘿卜素會在體內轉變成維生素A。黃金大米是通過基因工程向水稻細胞轉入三種酶基因(如圖38)，其中的酶A基因和酶B基因可使水稻胚乳富含β－胡蘿卜素而呈現金黃色。回答下列問題：

（1）已知酶A基因來自細菌，酶B基因來自玉米，酶D基因來自其他植物。圖示三種基因的本質區別是_____________________。構建上述基因組合，需用到的酶是______________________。

（2）提取農桿菌的Ti質粒，將上述結構導入Ti質粒的相關片段中就可整合到水稻染色體DNA上，原因是Ti質粒上的___________可轉移到受體細胞，并且整合到受體細胞染色體DNA上。已知農桿菌對多數單子葉植物沒有感染能力，需在人工受傷的水稻細胞上涂抹___________化合物。

（3）將成功導入上述基因的水稻細胞置于培養基上培養，經過___________兩個過程可獲得幼苗，幼苗在長大成熟后，所結種子的胚乳將富含___________。細菌與植物之間實現轉基因技術的成功，說明了____________________________________________ 。 （答出合理一條即可）

Answer 1

【答案】堿基排列順序不同(或脫氧核苷酸排列順序不同) 限制酶(或限制性核酸內切酶)和DNA連接酶 T-DNA 酚類 脫分化、再分化 β一胡蘿卜素 DNA可以從原核生物轉移到真核生物；基因是控制生物性狀的結構和功能單位；所有生物的基因的表達過程是相同的；所有生物共用一套遺傳密碼

【解析】

基因工程技術的基本步驟：（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法。（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術；個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）基因是有遺傳效應的DNA片段，圖示三種基因的本質區別是堿基排列順序不同。構建上述基因組合，先要使用限制酶分別切割含有上述三種基因的DNA片段，再用DNA連接酶將獲得的上述三種基因進行連接，即需用到的酶是限制酶（或限制性核酸內切酶）和DNA連接酶。

（2）農桿菌的Ti質粒上的T-DNA，可轉移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色體DNA上，據此，提取農桿菌的Ti質粒，將上述結構導入Ti質粒的T-DNA上，通過農桿菌的轉化作用，就可以使上述結構整合到水稻染色體DNA上。當植物體受到損傷時，傷口處的細胞會分泌大量的酚類化合物，吸引農桿菌移向這些細胞。可見，在人工受傷的水稻細胞上涂抹酚類化合物，就能使農桿菌感染單子葉植物水稻。

（3）成功導入上述基因的水稻細胞，需借助植物組織培養技術，將其置于培養基上培養，經過脫分化、再分化兩個過程可獲得幼苗；該幼苗在長大成熟后，由于酶A基因和酶B基因的成功表達，導致所結種子的胚乳富含β一胡蘿卜素。該技術的成功，說明了DNA可以從原核生物轉移到真核生物；基因是控制生物性狀的結構和功能單位；所有生物的基因的表達過程是相同的等。