Question

【題目】下圖表示某抗蟲水稻主要培育流程。請據圖分析回答問題：

（1）過程①需要的工具酶有 。過程②常用 溶液處理土壤農桿菌，使其成為感受態。

過程④依據的生物學原理是 。

（2）組建理想的載體需要對天然的質粒進行改造。下圖是天然土壤農桿菌Ti質粒結構示意圖

（圖上標注了部分基因及部分限制酶作用位點）。請據圖分析回答問題：

①人工改造時，要使抗蟲基因表達，還應插入 。

②人工改造時用限制酶Ⅱ處理，其目的是：第一，去除質粒上的 兩個基因（用圖中基因字母符號表示），以保證T-DNA進入水稻細胞后不會引起細胞的無限分裂和生長；第二，使質粒帶有單一限制酶作用位點，有利于 的準確插入。第三，使質粒大小合適，可以提高轉化效率等。

③若用限制酶Ⅰ分別切割改造過的理想質粒和帶有抗蟲基因的DNA分子，并構成重組Ti質粒。分別以含四環素和卡那霉素的培養基培養已成功導入抗蟲基因的水稻胚細胞，結果是在含 的培養基上能夠生長。

（3）限制酶Ⅱ識別的核苷酸序列及切割位點為-G↓ACGTC-（“↓”表示切割位點），請在答題紙提供的雙鏈上標出切割DNA分子后形成的黏性末端上的堿基 。

Answer 1

【答案】(1)限制酶和DNA連接酶 CaCl2（或Ca2+） 植物細胞的全能性

（2）①啟動子 ②tms和tmr 目的基因（或外源DNA） ③卡那霉素 （3）

【解析】（1）圖中①表示基因表達載體的構建，需要限制酶和DNA連接酶的催化作用；過程②是將目的基因導入受體細胞的過程，需要用氯化鈣處理農桿菌，使得其成為感受態，便于目的基因的導入。④過程是用含有目的基因的水稻胚細胞離體培養成完整的植物體，應用的生物技術主要是植物組織培養，其原理是植物細胞的全能性。

（2）①啟動子是一段特殊結構的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結合的部位，有了它才能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質。

②tms的編碼產物控制合成吲哚乙酸和tmr的編碼產物控制合成細胞分裂素，因此用限制酶I處理tms和tmr基因，可以保證T-DNA進入水稻細胞后不會促進細胞的分裂和生長，另外使得質粒只有一個作用位點，也有利于目的基因（或外源DNA）準確插入。

③限制酶Ⅱ分別切割質粒，破壞了tmr和tet基因，tet基因是四環素抗性基因，但卡那霉素抗性基因沒有被破壞，重組Ti質粒，再分別以含四環素和卡那霉素的培養基培養已成功導入抗蟲基因的水稻胚細胞，觀察到的細胞生長的情況是在含卡那霉素的培養基中能夠生長，而在含四環素的培養基中不能生長。

（3）已知限制酶Ⅱ識別的核苷酸序列及切割位點為-G↓ACGTC-，則根據堿基互補配對原則，可以將限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端配對完整，形成DNA鏈為GACGTC//CTGCAG，則該酶識切割DNA分子后形成的黏性末端上的堿基是。