Question

在天宫二号上进行的拟南芥培育实验中，为监控植物的开花过程，科研人员给拟南芥安装了“追踪器”，即利用控制植物开花基因相同的“启动子”（启动子是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列，决定基因的转录与否）带动绿色荧光蛋白（GFP）基因在微重力条件下表达并获得实时荧光图像。转基因拟南芥植物在构建过程中首先需分别构建植株A和植株B，安装“追踪器”和构建植株A过程如图1所示。

1.据图1分析，图中步骤①进行的切割，选择的限制酶是           。

A.EcoRⅠ酶 B.HindⅢ酶

C.EcoRⅠ酶和HindⅢ酶 D.HindⅢ酶和BamHⅠ酶

2.获得转基因拟南芥植株A的基因工程目的基因是___________；受体细胞是___________。基因工程步骤④是___________。

3.在步骤⑤中，让含重组Ti质粒1的农杆菌侵入拟南芥愈伤组织而非拟南芥叶肉细胞的主要原因是______________________；步骤⑥主要运用的技术是____________。

科研人员进一步构建植株B，构建过程如图2所示，图2中启动子序列与图1中相同。

4.已知步骤⑤为农杆菌转化法。因为Ti质粒既有在细菌中表达的基因，同时又有在高等植物中表达的基因，所以需要将重组质粒2与Ti质粒重组后，再导入受体细胞。下列关于所选Ti质粒的说法正确的是                                   

A.Ti质粒本身应具有绿色荧光蛋白基因

B.Ti质粒本身应具有植物开花基因

C.Ti质粒为双链闭环DNA分子

D.Ti质粒的受体细胞应为农杆菌细胞

5.科研人员对重组质粒2直接进行基因测序，以筛选获得重组质粒2。除此方法外，利用图2所给信息，试举出其他筛选重组质粒2的方法。____________________________________。

6.科研人员成功获得植株A和植株B后，如何获得纯合转基因拟南芥植株?纯合转基因拟南芥植株有何优点?________________________________________________。

Answer

1.D

2. 绿色荧光蛋白基因 拟南芥愈伤组织细胞 筛选含重组Ti质粒1的农杆菌

3. 愈伤组织的全能性较强，更容易组织培养成功，叶肉细胞高度分化 植物组织培养技术

4.CD

5.将重组质粒2导入大肠杆菌（其他合适的受体细胞也可），能在含氨苄青霉素的培养基上生长，不能在含四环素或含卡那霉素的培养基中生长的为重组质粒2

6.科研人员成功获得植株A和植株B后，再通过杂交及纯合体筛选试验（经过纯合体筛选获得的植株亲本性状能够稳定遗传），进而获得纯合转基因拟南芥植株。

转基因拟南芥植株的优点：因为用相同的启动子，所以当要开花的时候，开花基因会表达，而荧光蛋白基因也会表达，科学家能够通过监控实时荧光图像，监控拟南芥植株的开花过程，操作方便，信息准确

【解析】

分析图1可知，①将目的基因导入质粒；②构建重组Ti质粒；③将重组Ti质粒导入农杆菌细胞；④筛选含重组Ti质粒1的农杆菌；⑤导入受体细胞（农杆菌转化法）；⑥植物组织培养。

1.分析图1可知，EcoRⅠ酶会破坏GFP基因，A、C错误；HindⅢ酶单独切割，不能获得启动子序列，B错误；要获得GFP基因和启动子序列，需要HindⅢ酶和BamHⅠ酶共同切割，D正确。

故选D。

2.根据图1分析可知，通过基因工程获得转基因拟南芥植株A的目的基因是，具有与植物开花基因相同“启动子”的绿色荧光蛋白基因；由⑤过程可知，受体细胞是拟南芥愈伤组织细胞；基因工程步骤④是筛选含重组Ti质粒1的农杆菌。

3.在步骤⑤中，以拟南芥的愈伤组织作受体细胞，是因为愈伤组织的全能性较强，更容易通过组织培养形成转基因植株，叶肉细胞高度分化，全能性不易表达；步骤⑥是将拟南芥愈伤组织通过再分化形成植株A，利用了植物组织培养技术。

4.A、由图1可知，绿色荧光蛋白基因位于质粒1上，Ti质粒本身不具有该基因，A错误；

B、由图2可知，植物开花基因为目的基因，Ti质粒本身不具有该基因，B错误；

C、Ti质粒是独立于细菌拟核之外的小型双链闭环DNA分子，C正确；

D、由过程③可知，Ti质粒的受体细胞应为农杆菌细胞，D正确。

故选CD。

5.当质粒2中插入启动子序列和开花基因后，Tcr基因和Kan基因被破坏，Ampr基因正常，所以可以将重组质粒2导入大肠杆菌，并分别在含氨苄青霉素、四环素、卡那霉素的培养基上培养大肠杆菌，筛选出能在含氨苄青霉素的培养基上生长，而不能在含四环素或含卡那霉素的培养基中生长的，即为重组质粒2。

6.将成功获得的植株A和植株B进行杂交，筛选出后代能够稳定遗传的亲本个体，进而获得纯合转基因拟南芥植株。因为荧光蛋白基因和开花基因用了相同的启动子，所以当拟南芥植株要开花时，荧光蛋白基因和开花基因会一起表达，科学家能够通过监控实时荧光图像，监控拟南芥植株的开花过程，操作方便，信息准确。