Question

【題目】大米中鐵含量極低，科研人員通過基因工程等技術(shù)，培有出了鐵含量比普通大米高60%的轉(zhuǎn)基因水稻，改良了稻米的營養(yǎng)品質(zhì)。圖1為培育轉(zhuǎn)基因水稻過程示意圖。（已知幾種氨基酸的密碼子：甲硫氨酸（AUG）、甘氨酸（GGA）、絲氨酸（UCU）、酪氨酸（UAC）、精氨酸（AGA）、丙氨酸（GCU））

（1）圖1中①表示基因工程中的步驟是______________________，為了篩檢成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌，1號培養(yǎng)基需要加入______________________。

（2）誘導(dǎo)組織細(xì)胞進(jìn)行脫分化的培養(yǎng)基是______________________。

A．1號培養(yǎng)基 B．2號培養(yǎng)基 C．3號培養(yǎng)基 D．4號培養(yǎng)基

（3）因?yàn)?/span>3號培養(yǎng)基要經(jīng)過______________________過程可獲得完整植株，因此圖1中⑤至⑥屬于______________________技術(shù)的過程。

（4）圖1中⑦是基因表達(dá)過程，在鐵合蛋白基因中的決定起始密碼子的堿基序列和啟動子的堿基序列分別位于______________（填1、2、3），⑨前面的tRNA攜帶的氨基酸是________________。

（5）若轉(zhuǎn)入的鐵合蛋白基因在植物細(xì)胞中表達(dá)效率低，可以通過圖2中設(shè)計(jì)與鐵合蛋白基因結(jié)合的兩對引物（引物B和C中都替換了一個(gè)堿基），按圖3方式依次進(jìn)行4次PCR擴(kuò)增，得到新的鐵合蛋白基因以達(dá)到提高該基因的表達(dá)效率的目的。

①該過程產(chǎn)生新鐵合蛋白基因的生物變異類型是__________________。

②圖2所示的4次PCR過程中，PCR1加入的引物是___________，PCR4加入的引物是_____________。（填A、B、C、D）

（6）檢測培育轉(zhuǎn)基因水稻的目的是否達(dá)到，需要檢測轉(zhuǎn)基因水稻_________________。

Answer 1

【答案】構(gòu)建基因表達(dá)載體 潮霉素 B 再分化 植物組織培養(yǎng) 2、1 絲氨酸 基因突變 引物AB 引物AD （成熟）種子中鐵含量

【解析】

植物的組織培養(yǎng)廣義又叫離體培養(yǎng)，指從植物體分離出符合需要的組織、器官或細(xì)胞，原生質(zhì)體等，通過無菌操作，在無菌條件下接種在含有各種營養(yǎng)物質(zhì)及植物激素的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)以獲得再生的完整植株或生產(chǎn)具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的其他產(chǎn)品的技術(shù)。狹義是指組培指用植物各部分組織，如形成層、薄壁組織、葉肉組織、胚乳等進(jìn)行培養(yǎng)獲得再生植株，也指在培養(yǎng)過程中從各器官上產(chǎn)生愈傷組織的培養(yǎng)，愈傷組織再經(jīng)過再分化形成再生植物。

（1）圖1中①是將鐵合蛋白基因?qū)?/span>Ti質(zhì)粒形成重組質(zhì)粒的過程，①表示構(gòu)建基因表達(dá)載體。重組質(zhì)粒含潮霉素抗性基因，為了篩檢成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌，1號培養(yǎng)基需要加入潮霉素。

（2）3號培養(yǎng)基是愈傷組織（未分化）形成的培養(yǎng)基，2號培養(yǎng)基上生長的為水稻幼胚，誘導(dǎo)組織細(xì)胞進(jìn)行脫分化的培養(yǎng)基是2號培養(yǎng)基，故選B。

（3）因?yàn)?/span>3號培養(yǎng)基（愈傷組織未分化）要經(jīng)過再分化過程可獲得完整植株。因此圖1中⑤至⑥屬于植物組織培養(yǎng)技術(shù)的過程。

（4）從圖1中可知，翻譯的方向從左到右，即左邊的mRNA是翻譯的起點(diǎn)，轉(zhuǎn)錄的方向?yàn)閺淖蟮接遥�因�?/span>1是啟動部位（啟動子），與RNA聚合酶結(jié)合啟動轉(zhuǎn)錄，2是轉(zhuǎn)錄對應(yīng)的基因序列，也是決定起始密碼子的堿基序列。⑨前面的密碼子是UCU，對應(yīng)的氨基酸為絲氨酸，因此tRNA攜帶的氨基酸是絲氨酸。

（5）若轉(zhuǎn)入的鐵合蛋白基因在植物細(xì)胞中表達(dá)效率低，可以通過圖2中設(shè)計(jì)與鐵合蛋白基因結(jié)合的兩對引物（引物B和C中都替換了一個(gè)堿基），按圖3方式依次進(jìn)行4次PCR擴(kuò)增，得到新的鐵合蛋白基因以達(dá)到提高該基因的表達(dá)效率的目的。

①該過程是利用改變引物中的堿基進(jìn)行PCR擴(kuò)增，進(jìn)而改變基因序列的變異，屬于基因突變。

②圖2所示的4次PCR過程中，PCR1加入的引物是引物AB，PCR2加入的引物為CD，PCR產(chǎn)物合成后退火，PCR3不用選擇引物，混合后退火，讓其產(chǎn)物延伸，PCR4加入的引物是引物AD。

（6）鐵合蛋白基因可以提高鐵含量，檢測培育轉(zhuǎn)基因水稻的目的是否達(dá)到，需要檢測轉(zhuǎn)基因水稻（成熟）種子中鐵含量。