Question

白僵菌可感染农业害虫，常作为防治害虫的菌剂。由于白僵菌对除草剂草丁膦敏感且杀死害虫的能力较弱，科研人员对其进行基因工程改造，流程如图所示。

（1）苏云金芽孢杆菌产生的毒蛋白，能有效杀死害虫。已知该基因的全部序列，科研人员通过__________法和PCR技术获得大量毒蛋白基因片段。据图分析，将毒蛋白基因和质粒连接获得重组质粒1的过程需要用到的工具酶是_____________和DNA连接酶。

（2）重组质粒1和Bar基因（草丁膦抗性基因）各自用Xba I 酶处理，得到酶切片段。重组质粒1 的酶切片段再用去磷酸化酶处理，使末端游离的磷酸基团脱离，目的是防止__________。将未用去磷酸化酶处理的Bar 基因与重组质粒1 连接，获得重组质粒2。获得的重组质粒2的是下图中的____________。

（3）将重组质粒2与经        处理过的白僵菌菌液混合进行转化，重组质粒 2在白僵菌细胞内被修复。一段时间后用含有_____________的平板培养基进行筛选，获得含有Bar 基因的重组白僵菌。

（4）提取上述重组白僵菌全部mRNA，加入_________酶，获得cDNA。在获得的产物中加入毒蛋白基因引物进行PCR反应，用以检测毒蛋白基因是否完成了_______________。

（5）科研人员将重组白僵菌喷涂于植物叶片上，以此饲喂饥饿处理的害虫，记录单位时间内的_________，以判断重组白僵菌的杀虫效果。

Answer

（1）人工合成（或“化学合成”） Nco I、 BamH I

（2）重组质粒1酶切片段自身连接（或“相互连接”） C

（3）Ca2+ 草丁膦 （4）逆转录 转录 （5）死亡害虫数

【解析】（1）基因工程中若目的基因的全部序列已知，则可通过人工合成法和PCR技术获得大量目的基因片段。分析图形可知，将毒蛋白基因和质粒连接获得重组质粒1的过程需要用到的工具酶是Nco I、 BamH I和DNA连接酶。

（2）重组质粒1和Bar基因（草丁膦抗性基因）各自用Xba I 酶处理，得到酶切片段末端的核苷酸序列相同。重组质粒1 的酶切片段再用去磷酸化酶处理，使末端游离的磷酸基团脱离，目的是防止加入DNA连接酶后，重组质粒1酶切片段自身连接。将未用去磷酸化酶处理的Bar 基因与重组质粒1 连接，获得重组质粒2，则Bar 基因应存在于质粒的Xba I 酶切位点上，获得的重组质粒2应同时含有毒蛋白基因和Bar 基因，对应图中的C。

（3）将重组质粒2导入细菌细胞时，需用Ca2+处理细菌使其成为感受态细胞；由于Bar基因的表达产物能抗除草剂草丁膦，所以用含有草丁膦的平板培养基进行筛选，可获得含有Bar 基因的重组白僵菌。

（4）提取上述重组白僵菌全部mRNA，加入逆转录酶，可获得cDNA。在获得的产物中加入毒蛋白基因引物进行PCR反应，用以检测毒蛋白基因是否完成了转录。

（5）科研人员将重组白僵菌喷涂于植物叶片上，以此饲喂饥饿处理的害虫，记录单位时间内的死亡害虫数，以判断重组白僵菌的杀虫效果。

【考点定位】基因工程及其应用

【名师点睛】本题中，毒蛋白基因作为目的基因，Bar基因作为标记基因；构建成功的重组质粒2应该含有目的基因、标记基因等组件，其中标记基因的作用是用于受体细胞内目的基因的检测与鉴定，故需要用含有草丁膦的平板培养基进行筛选，以获得含有Bar 基因的重组白僵菌。