Question

【生物——选修3：现代生物科技专题】CpTI蛋白是由豇豆的胰蛋白酶抑制基因（CpTI基因）控制合成的，该蛋白主要存在于细胞质基质中，具有广谱的抗虫特性。但细胞质基质中存在大量蛋白酶，使CpTI蛋白降解造成毒性减弱，因而转CpTI基因抗虫水稻抗虫能力不十分理想。2008年4月3日《参考消息》报道，中科院遗传与发育生物学研究所朱桢等已培育出一种转SCK基因抗虫水稻品种，与转CpTI基因抗虫水稻相比，对害虫的致死率大大提高。SCK基因是由他们对CpTI基因进行修饰而成，SCK基因指导合成的CpTI蛋白被固定在内质网中，因此转SCK基因水稻对害虫的致死率大大提高了。

（1）SCK基因水稻细胞中CpTI蛋白含量高的原因是_______________。

（2）基因工程是在____________水平上进行设计和施工。

（3）质粒DNA分子上有特殊的标记基因，如________等。标记基因的作用是_____________。

（4）为了检测转基因水稻中SCK基因是否插入到水稻染色体的DNA上，需要采用___________技术，从转基因水稻中提取出DNA，用        ___  作探针进行检测；为了鉴定SCK基因导入水稻细胞后，是否赋予了水稻抗虫特性，在个体生物学水平上需要做抗虫的接种实验，以确定________________________。

Answer

（1）CpTI蛋白在内质网中，避免了被蛋白酶降解，提高了其积累量 （2）DNA分子

（3）抗生素抗性基因 为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因（从而将含有目的基因的受体细胞筛选出来）（4）DNA分子杂交 放射性同位素标记的含SCK（目的）基因的DNA片段 是否具有抗性以及抗性的程度

【解析】（1）根据题意，CpTI蛋白是由豇豆的胰蛋白酶抑制基因（CpTI基因）控制合成的，该蛋白主要存在于细胞质基质中，具有广谱的抗虫特性，但细胞质基质中存在大量蛋白酶，使CpTI蛋白降解造成毒性减弱；SCK基因是对CpTI基因进行修饰而成，SCK基因指导合成的CpTI蛋白被固定在内质网中，因而避免了在细胞质基质中被蛋白酶降解，提高了其积累量。

（2）SCK基因是对CpTI基因进行修饰而成，可见基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的。

（3）质粒DNA分子上有特殊的标记基因，如抗生素抗性基因等，标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的受体细胞筛选出来。

（4）为了检测转基因水稻中SCK基因是否插入到水稻染色体的DNA上，需要采用DNA分子杂交技术，从转基因水稻中提取出DNA，用放射性同位素标记的含SCK（目的）基因的DNA片段作探针进行检测；为了鉴定SCK基因导入水稻细胞后，是否赋予了水稻抗虫特性，在个体生物学水平上需要做抗虫的接种实验，以确定是否具有抗性以及抗性的程度。

【考点定位】基因工程

【名师点睛】1．基因工程中所用的探针是用放射性同位素标记的含目的基因的DNA单链片段，可用于检测受体细胞内是否含有目的基因及检测目的基因在受体细胞内是否转录出mRNA，若检测结果形成了杂交带，则说明受体细胞内含有目的基因或目的基因在受体细胞内已经转录出mRNA。2．为了鉴定SCK基因导入水稻细胞后，是否赋予了水稻抗虫特性，在个体生物学水平上需要做抗虫的接种实验，以确定是否具有抗性以及抗性的程度；即设置对照样方，实验组样方种植转基因水稻，对照组样方种植普通水稻，相同条件下向两种样方内接种相同的害虫，对比两种样方内水稻的生长现象；若实验组样方内害虫死亡而对照组样方内害虫正常生活，则说明转基因水稻具有抗性以及抗性程度理想。