Question

如图表示利用基因工程培育抗虫棉过程的示意图。请据图回答下列有关问题：

（1）科学家在进行图中[①]操作时，要用______分别切割运载体和目的基因，还要用______将运载体和目的基因连接起来，形成______。

（2）经过[②]操作将目的基因导入______，然后经过组织培养形成抗虫棉植株，此过程体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是______________、____________。

（3）下列是几种氨基酸对应的密码子，据此推断图中合成的多肽，前三个氨基酸的种类（按前后顺序排列）______。〔提示：几种氨基酸及对应密码子：甲硫氨酸（AUG）、甘氨酸（GGA）、丝氨酸（UCU）、酪氨酸（UAC）、精氨酸（AGA）、丙氨酸（GCU）。〕

（4）经过培养、筛选获得一株有抗虫特性的转基因植株。经过分析，该植株细胞中含有一个携带目的基因的DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交产生的F₁中，仍具有抗虫特性的植株占总数的______。将上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后，后代往往有很多植株不再具有抗虫特性，原因是_______________________________。要想获得纯合子，常采用的方法是________________。

Answer

同一种限制性核酸内切酶 DNA连接酶 重组质粒 受体细胞 具有标记基因 能在宿主细胞中复制并稳定保存 甲硫氨酸、丙氨酸、丝氨酸 3/4 发生性状分离 连续自交

【解析】

由图可知，①是构建基因表达载体，②是把目的基因导入受体细胞，③是组织培养，④是核糖体，⑤是tRNA。

Ⅰ是质粒，Ⅱ是重组载体，Ⅲ是含目的基因的受体细胞，Ⅳ是核糖体。

（1）①是构建基因表达载体，该过程中需要限制酶分别切割运载体和目的基因，再用DNA连接酶将运载体和目的基因连接起来，形成重组质粒。

（2）②是把目的基因导入受体细胞，受体细胞经过组织培养可以形成抗虫棉植株。质粒作为运载体必须具备的两个条件是具有标记基因、能在宿主细胞中复制并稳定保存。

（3）由图可知，mRNA上前三个氨基酸的密码子依次是：AUG-GCU-UCU，结合密码子表可知，前三个氨基酸依次是甲硫氨酸、丙氨酸、丝氨酸。

（4）该转基因植株相当于杂合子，基因型设为Aa，其自交产生的F1中，仍具有抗虫特性的植株即A-占3/4。由于该抗虫植株是杂合子，其后代会出现性状分离，故将上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后，后代往往有很多植株不再具有抗虫特性。可以通过连续自交获得纯合子。