Question

【題目】Bt基因即是蘇云金芽胞桿菌基因，因其表達產物Bt毒蛋白殺蟲效果好、安全、高效等優點而成為應用最為廣泛的轉殺蟲基因。將Bt基因導入棉花細胞中，可獲得抗棉鈴蟲的轉基因棉，其過程如下圖所示：

注：質粒中“Bt”代表“Bt基因”，“KmR”代表“卡那霉素抗性基因”

(1)過程①需用到的工具酶有______________。為將過程②獲得的含重組質粒的農桿菌篩選出來，應使用___________的選擇培養基。

(2)將目的基因導入棉花細胞常采用的方法是_____，其過程是先要將目的基因插入農桿菌Ti質粒的___________中，然后用該農桿菌感染植物細胞，通過DNA重組將目的基因插入植物細胞的____________上。

(3)過程③④分別是___________，將棉花細胞培養成試管苗的過程體現了____________________。

(4)檢驗轉基因棉的抗蟲性狀，常用方法是_____________。種植轉基因抗蟲棉能減少_____________的使用，以減輕環境污染，從而保護生物多樣性。

Answer 1

【答案】限制性核酸內切（限制）酶和DNA連接酶 含卡那霉素 農桿菌轉化法 T-DNA 染色體DNA 脫分化再分化 植物細胞具有全能性 投放棉鈴蟲 農藥

【解析】

本題考查基因工程及植物組織培養的相關知識。基因工程需要限制酶、DNA連接酶、運載體；目的基因導入植物細胞常用農桿菌轉化法；通過標記基因表達的性狀設計培養基篩選出含目的基因的細胞。植物組織培養經過脫分化和再分化，培育成植株。據圖所示可知，過程①是目的基因導入到Ti質粒的T-DNA中，過程②是重組質粒導入農桿菌，過程③、④依次是脫分化、再分化。

(1)過程①是目的基因導入到Ti質粒的T-DNA中，需用限制性核酸內切酶和DNA連接酶，將Bt基因剪切下來和質粒連接。重組Ti質粒上含卡那霉素抗性基因，該基因使受體細胞具有抵抗卡那霉素的特性，因此可以用含有卡那霉素的培養基來培養棉花細胞，能在該培養基上生長的細胞含有重組質粒，故將過程②獲得的含重組質粒的農桿菌篩選出來，應使用含卡那霉素的選擇培養基。

(2)如圖所示，將目的基因導入棉花細胞的方法是農桿菌轉化法，農桿菌中Ti質粒上只有T-DNA片段能轉移到植物細胞的染色體中，故要將目的基因插入農桿菌Ti質粒的T-DNA中；過程③將棉花細胞與農桿菌混合后共同培養，目的是讓攜帶有Bt基因的T-DNA片段轉移到植物細胞，通過DNA重組將目的基因插入植物細胞的染色體DNA上。

(3)據圖可知，過程③、④依次是脫分化形成愈傷組織、再分化形成幼苗，將棉花細胞培養成試管苗，是一個細胞培養成一個完整的植株，體現了植物細胞的全能性。

(4)轉基因棉含有Bt基因，能合成Bt蛋白殺死棉鈴蟲，要檢測其抗蟲性，常用方法是在棉地里投放棉鈴蟲，觀察棉鈴蟲吃了葉片后是否死亡。種植轉基因抗蟲棉，依靠棉花植株自身產生毒蛋白，殺死棉鈴蟲，減少了農藥的使用，以免農藥殺死其他生物，以減輕環境污染，從而保護生物多樣性。