Question

【題目】某植物細胞中含有抗煙草花葉病毒(TMV)基因，可以合成一種抗TMV蛋白，使葉片對TMV具有抗感染性。煙草是重要的經濟作物，由于TMV的感染會導致大幅度減產。研究人員利用轉基因技術培育出了抗TMV的煙草，主要流程如下圖所示：

（1）①過程涉及有__________________酶。獲得的DNA必須在兩側添加____________。

（2）在過程⑤培養(yǎng)基中除含有卡那霉素及植物必需的各種營養(yǎng)成分外，還必須添加______，以保證受體細胞能培養(yǎng)成再生植株。

（3）由圖分析，在過程③構建的重組Ti質粒上應該含有卡那霉素抗性基因作為________，重組Ti質粒導入煙草體細胞的方法是___________。

（4）上述卡那霉素的作用是_________________。

（5）過程⑥可采取___________的方法，檢測植株是否合成了抗TMV蛋白。在個體水平的鑒定過程中，可通過的___________方法來確定植株是否具有抗性。

（6）基因工程除了在農業(yè)上可以獲得抗逆性的農作物外，在環(huán)境保護方面也展現出誘人的前景，請列舉出一個例子：_______________。

Answer 1

【答案】逆轉錄酶 啟動子 、終止子 生長素和細胞分裂素 （或植物激素） 標記基因 農桿菌轉化法 篩選出含重組質粒的受體細胞 抗原-抗體雜交 接種煙草花葉病毒 分解泄漏石油；降解有毒有害的化合物；吸收環(huán)境中的重金屬；處理工業(yè)廢水等

【解析】

分析題圖：過程①②表示目的基因（抗煙草花葉病毒基因）的獲取，其中過程①為逆轉錄；過程③是基因表達載體（重組Ti質粒）的構建；過程④表示利用農桿菌轉化法將重組Ti質粒導入受體細胞（煙草細胞）；過程⑤⑥表示目的基因的檢測與鑒定并利用植物組織培養(yǎng)技術將成功導入目的基因的煙草細胞培養(yǎng)成完整植株，其中過程⑤篩選出的是含有卡那霉素抗性基因的煙草細胞，此類細胞包括含有重組Ti質粒（目的基因）的細胞和含有Ti質粒的細胞。

(1) 過程①表示以RNA為模板合成DNA的逆轉錄過程，需要逆轉錄酶參與催化。啟動子位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位，驅動基因轉錄出mRNA；終止子位于基因的尾端，起到終止轉錄的作用。獲得的目的基因由于缺乏啟動子和終止子而不能正常表達，所以必須在獲得的目的基因的兩側添加啟動子和終止子，以調節(jié)基因轉錄的開始和終止。

(2) 過程⑤是利用植物組織培養(yǎng)技術，在含有卡那霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)導入目的基因的受體細胞（煙草細胞）。植物組織培養(yǎng)過程，除需要加入各種營養(yǎng)成分外，還需要添加生長素和細胞分裂素（或植物激素），以確保將受體細胞培養(yǎng)成再生植株。

(3) 在過程③構建的重組Ti質粒上含有的卡那霉素抗性基因作為標記基因，以便將含有目的基因的受體細胞篩選出來。農桿菌含有Ti質粒，可見，將重組Ti質粒導入煙草體細胞的方法是農桿菌轉化法。

(4) 由圖示信息“在含有卡那霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)”可知，卡那霉素的作用是篩選出含重組質粒的受體細胞。

(5) 檢測植株是否合成了抗TMV蛋白，在過程⑥中可采取抗原-抗體雜交的方法。在個體水平上鑒定抗煙草花葉病毒基因導入煙草細胞后，是否賦予了煙草細胞抗病的特性，可進行抗病的接種實驗，即可通過接種煙草花葉病毒的方法來確定植株是否具有抗性。

(6) 基因工程在環(huán)境保護方面的應用有：分解泄漏的石油、降解有毒有害的化合物、吸收環(huán)境中的重金屬、處理工業(yè)廢水等。