Question

蘇云金桿菌合成的伴孢晶體蛋白經昆蟲腸液消化后成毒性肽，可導致昆蟲死亡．農科院成功地將蘇云金桿菌伴孢晶體蛋白質基因轉移到了棉花細胞內，培育出了抗蟲棉．
（1）若圖1表示蘇云金桿菌伴孢晶體蛋白的基因，圖中已標明了編碼區(qū)，請你將其它部分的名稱填寫在圖中相應的位置上，并標出RNA聚合酶結合的位點．

（2）培育抗蟲棉的基因操作一般要經歷以下四個步驟：
①提取目的基因．若獲得了伴孢晶體蛋白基因的信使RNA，并以此為模板合成相應基因，除了要加入四種

 

為原料外，還需加入特殊的

 

酶．
②目的基因與運載體結合．質粒是常用的運載體，它存在于

 

等生物中．進行上述操作時，要用同一種

 

分別切割質粒和目的基因，用

 

進行縫合．若目的基因的粘性末端如圖2所示，則運載體上能與之接合的粘性末端是（在框內繪圖作答）
③將目的基因導入棉花受體細胞．
④目的基因的檢測和表達．表達的產物是

 

．
（3）如果將抗蟲基因導入二倍體植物，并篩選到一株有抗蟲特性的轉基因植物．經分析，該植物的某一條染色體攜帶有目的基因．理論上，該植物自交F₁代中出現不具有抗蟲特性的植物的概率是

 

．
（4）種植上述轉基因植物，它所攜帶的目的基因有可能通過花粉傳遞給近緣物種，造成“基因污染”．如果把目的基因導入葉綠體DNA中，就可以避免上述“基因污染”，因為葉綠體的遺傳特點是

 

，目的基因不會通過花粉傳遞給下一代．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術

專題：

分析：1、原核細胞和真核細胞基因結構：


2、轉基因生物一般可看作雜合子．
3、細胞質基因屬于母系遺傳．

解答： 解：（1）原核細胞基因結構包括編碼區(qū)和非編碼區(qū)，其中非編碼區(qū)又包括編碼區(qū)上游的啟動子（RNA聚合酶的結合位點）和編碼區(qū)下游的終止子，如圖所示：

（2）①以mRNA為模板合成DNA的過程，稱為逆轉錄過程，該過程需要逆轉錄酶的參與，需以四種脫氧核苷酸為原料．
②質粒是常用的運載體，它存在于許多細菌及酵母菌等生物中．基因基因表達載體的構建時，先要用同一種限制性內切酶分別切割質粒和目的基因，以產生相同的黏性末端，還需用DNA連接酶進行縫合以獲得重組質粒．若目的基因的粘性末端如圖2所示，根據堿基互補配對原則，則運載體上能與之接合的粘性末端如圖：．
④目的基因是蘇云金桿菌伴孢晶體蛋白的基因，因此其表達的產物是伴孢晶體蛋白．
（3）轉基因植物的某一條染色體攜帶有目的基因，因此可被視為雜合子（用Aa表示），則理論上該植物自交F₁代中出現不具有抗蟲特性的植物（aa）的概率是

1

4

．
（4）葉綠體DNA屬于細胞質基因，其遺傳特點是母系遺傳，不會通過花粉傳遞給下一代．
故答案為：
（1）如圖：
（注：①要求標明編碼區(qū)上游和下游的非編碼區(qū)，缺一不可；②在編碼區(qū)上游標出RNA聚合酶結合的位點．）
（2）①脫氧核苷酸 逆 轉錄
②許多細菌及酵母菌  限制性內切酶  DNA連接酶   
④伴孢晶體蛋白
（3）

1

4

（4）母系遺傳

點評：本題結合圖解，考查基因工程、原核細胞基因結構、轉基因生物的安全性問題，要求考生識記基因工程的工具及操作步驟，能根據題干要求完善各步驟；識記原核細胞基因結構，能完善題圖；識記轉基因生物的安全性問題，了解相關解決措施．