(2014•淄博三模)我国科学家张道远先生通过从耐旱灌木白花柽柳中克隆得到TSOD基因,利用转基因技术转化到棉花中,获得

(2014•淄博三模)我国科学家张道远先生通过从耐旱灌木白花柽柳中克隆得到TSOD基因,利用转基因技术转化到棉花中,获得了具备更强抗旱性的T4代转基因棉花株系.下图为转基因抗旱棉花的培育过程示意图,请据图回答:

(1)①过程表示用______ 扩增目的基因的方法.②过程用到的工具酶有______.步骤③一般用______ 处理农杆菌,使其易吸收周围环境中的DNA分子.
(2)将重组质粒导入棉花细胞除步骤④所示的方法外,还可采用______.如果受体细胞是动物的受精卵,则一般采用的方法是______.
(3)外植体培养成为试管苗的过程采用了______ 技术,利用了______ 的原理,步骤⑤⑥表示______.
(4)为了确定抗旱转基因棉花是否培育成功,可先用放射性同位素标记的作探针进行分子水平鉴定,再______ 进行个体水平鉴定棉花植株的抗旱性.
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eman2373 幼苗

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解题思路:分析图,可知①是获取目的基因,②是构建基因表达载体,③导入目的基因,④用目的农杆菌感染植物细胞,并转化目的基因,⑤是脱分化,⑥是再分化,⑤⑥是利用植物组织培养技术将细胞培养成完整植株的过程.
1、PCR技术扩增目的基因(适用于目的基因的核苷酸序列已知的情况).PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术,其原理是DNA复制,需要模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶),以指数的方式扩增,即约2n
2、将目的基因导入受体细胞,如受体细胞是植物细胞,常用农杆菌转化法(约80%的转基因植物都是用这种方法获得的),具体过程:目的基因插人Ti质粒的T-DNA上 农杆菌→导入植物细胞→目的基因整合到植物细胞染色体上→目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达.另外,还可用基因枪法和花粉管通道法;如果受体细胞是动物细胞,常用显微注射技术;如果受体细胞是微生物细胞,用Ca2+处理细胞→感受态细胞→表达载体与感受态细胞混合(在缓冲液中)→一定温度下,感受态细胞吸收DNA分子,完成转化.
3、目的基因的检测与鉴定:基因探针--用放射性同位素(或荧光分子)标记的含有目的基因DNA片段.(1)分子水平上的检测
①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术
②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术
③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术
(2)个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等.(例:用虫食用棉花,观察其存活情况,来鉴定棉花是否具有抗虫特性.)

(1)①是目的基因,数目太少,可以通过PCR扩增技术,可以在短时间内大量扩增目的基因.②过程是构建基因表达载体,此过程需要用同一种切割限制酶(限制性核酸内切酶),再用DNA连接酶连接.步骤③将目的基因导入到农杆菌,农杆菌是微生物,一般要用Ca2+(或CaCl2)处理农杆菌,使其处于感受态,易吸收周围环境中的DNA分子.
(2)将目的基因导入植物细胞有农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法.如果受体细胞是动物细胞,常用显微注射技术;
(3)外植体培养成为试管苗常采用体现植物细胞的全能性的植物组织培养技术,步骤⑤⑥分别表示脱分化、再分化.
(4)为了确定抗旱转基因棉花是否培育成功,除分子水平鉴定外,也可再将具有抗旱基因(TaMnSOD基因、目的基因)的个体移栽到干旱土地中,进行个体水平鉴定棉花植株的抗旱性.
故答案为:
(1)PCR技术 限制酶(限制性核酸内切酶)、DNA连接酶 Ca2+(或CaCl2
(2)花粉管通道法(基因枪法) 显微注射法
(3)植物组织培养 植物细胞的全能性 脱分化、再分化
(4)抗旱基因(TaMnSOD基因、目的基因)移栽到干旱土地中

点评:
本题考点: 基因工程的原理及技术.

考点点评: 本题考查了基因工程的原理和技术的相关知识,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系;理论联系实际,综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题的能力和从题目所给的图形中获取有效信息的能力.

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