Question

Bt基因即是苏云金芽胞杆菌基因，因其表达产物Bt毒蛋白杀虫效果好、安全、高效等优点而成为应用最为广泛的转杀虫基因。将Bt基因导入棉花细胞中，可获得抗棉铃虫的转基因棉，其过程如下图所示：

注：质粒中“Bt”代表“Bt基因”，“KmR”代表“卡那霉素抗性基因”

(1)过程①需用到的工具酶有______________。为将过程②获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来，应使用___________的选择培养基。

(2)将目的基因导入棉花细胞常采用的方法是_____，其过程是先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的___________中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的____________上。

(3)过程③④分别是___________，将棉花细胞培养成试管苗的过程体现了____________________。

(4)检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是_____________。种植转基因抗虫棉能减少_____________的使用，以减轻环境污染，从而保护生物多样性。

Answer

限制性核酸内切（限制）酶和DNA连接酶 含卡那霉素 农杆菌转化法 T-­DNA 染色体DNA 脱分化再分化 植物细胞具有全能性 投放棉铃虫 农药

【解析】

本题考查基因工程及植物组织培养的相关知识。基因工程需要限制酶、DNA连接酶、运载体；目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法；通过标记基因表达的性状设计培养基筛选出含目的基因的细胞。植物组织培养经过脱分化和再分化，培育成植株。据图所示可知，过程①是目的基因导入到Ti质粒的T-DNA中，过程②是重组质粒导入农杆菌，过程③、④依次是脱分化、再分化。

(1)过程①是目的基因导入到Ti质粒的T-DNA中，需用限制性核酸内切酶和DNA连接酶，将Bt基因剪切下来和质粒连接。重组Ti质粒上含卡那霉素抗性基因，该基因使受体细胞具有抵抗卡那霉素的特性，因此可以用含有卡那霉素的培养基来培养棉花细胞，能在该培养基上生长的细胞含有重组质粒，故将过程②获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来，应使用含卡那霉素的选择培养基。

(2)如图所示，将目的基因导入棉花细胞的方法是农杆菌转化法，农杆菌中Ti质粒上只有T-DNA片段能转移到植物细胞的染色体中，故要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA中；过程③将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养，目的是让携带有Bt基因的T-DNA片段转移到植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的染色体DNA上。

(3)据图可知，过程③、④依次是脱分化形成愈伤组织、再分化形成幼苗，将棉花细胞培养成试管苗，是一个细胞培养成一个完整的植株，体现了植物细胞的全能性。

(4)转基因棉含有Bt基因，能合成Bt蛋白杀死棉铃虫，要检测其抗虫性，常用方法是在棉地里投放棉铃虫，观察棉铃虫吃了叶片后是否死亡。种植转基因抗虫棉，依靠棉花植株自身产生毒蛋白，杀死棉铃虫，减少了农药的使用，以免农药杀死其他生物，以减轻环境污染，从而保护生物多样性。