Question

蘇云金桿菌合成的伴孢晶體蛋白經(jīng)昆蟲腸液消化后成毒性肽，可導致昆蟲死亡．1993年，中國農(nóng)科院科學家成功地將蘇云金桿菌伴孢晶體蛋白基因轉移到棉花細胞內(nèi)，培育出抗蟲棉．請回答問題：
（1）培育抗蟲棉的基因操作一般要經(jīng)歷以下四個步驟：
①提取目的基因．若獲得了合成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(zhì)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(zhì)粒和目的基因．
③將目的基因?qū)�入棉花受體細胞．
④目的基因的檢測和表達．表達的產(chǎn)物是

 

．
（2）如果將抗蟲基因?qū)�入二倍體植物，并篩選到一株有抗蟲特性的轉基因植物．經(jīng)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(xiàn)不具有抗蟲特性的植物的概率是

 

．
（3）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?qū)�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、獲取目的基因的方法基本上有3種．（1）從基因所在的生物體中直接取得：運用限制性內(nèi)切酶將DNA雙鏈切開，取得所需基因．限制性內(nèi)切酶能水解分子骨架的磷酸二酯鍵，將完整的DNA分子切成若干片斷，每一種限制性內(nèi)切酶都有自己的作用位點．
（2）mRNA逆轉錄成DNA：真核生物的基因含有不表達的內(nèi)含子，而有時內(nèi)含子序列很長，因此這種基因難以和載體DNA結合．這種方法是在核糖體合成多肽的旺盛時期將含有目的基因的mRNA的多聚核糖體提取出來，分離出mRNA，然后以mRNA為模板用，用逆轉錄酶合成單鏈DNA，再經(jīng)DNA聚合酶作用產(chǎn)生雙鏈DNA，即cDNA．
（3）根據(jù)已知氨基酸序列合成DNA：根據(jù)基因表達產(chǎn)物的氨基酸順序，搞清楚基因的核苷酸序列，然后按“圖紙”先合成一個個含少量核苷酸的DNA片段，再利用堿基對互補關系使它們形成雙鏈DNA片段，再用連接酶把小的雙鏈DNA片段逐個按順序連接起來，使雙鏈逐漸加長，最后得到一個完整基因．這種合成基因的方法還有一個很大的優(yōu)點，就是可以人工合成自然界不存在的新基因．
2、存在于線粒體或葉綠體內(nèi)的基因遺傳遵循細胞質(zhì)遺傳的特點，由母親傳遞給后代．

解答： 解：（1）①mRNA逆轉錄成DNA，以mRNA為模板，以四種脫氧核苷酸為原料，在逆轉錄酶的作用的作用下合成DNA．
②質(zhì)粒是一種相對獨立的環(huán)狀DNA分子，常用來作為將外源基因?qū)�入生物體內(nèi)的運載工具，多見于細菌和酵母菌等生物體內(nèi)．基因工程操作過程中，需要只用同一種限制酶切割質(zhì)粒和目的基因，以獲得相同的粘性末端．
④基因的表達與檢測，需要檢測目的基因的產(chǎn)物．
（2）抗蟲基因?qū)�入二倍體生物體內(nèi)，一條染色體含有抗蟲基因，假設含有抗蟲基因的染色體用A表示，不含抗蟲基因的染色體用a表示，自交子一代中，有四種情況，分別是：AA、Aa、Aa、aa，出現(xiàn)不具有抗蟲特性aa的概率是

1

4

．
（3）存在于葉綠體內(nèi)的基因遺傳遵循細胞質(zhì)遺傳的特點，只能由細胞質(zhì)遺傳給下一代，不會通過有性生殖細胞的結合傳給下一代．
故答案為：
（1）①脫氧核苷酸    逆轉錄   ②許多種細菌及酵母菌  限制酶（限制性核酸內(nèi)切酶 ）
④伴孢晶體蛋白     
（2）1/4   
（3）細胞質(zhì)遺傳（母系遺傳）

點評：此題主要考查基因工程的原理及應用，意在考查學生對基礎知識的理解運用能力，難度適中．