Question

为培育出含β-胡萝卜素的“黄金大米”,科研人员提出以下两套培育方案。请分析回答下列问题:

（1）甲方案中,β-胡萝卜素基因能在玉米和水稻体内出现相同表达结果的原因是 _________________。若研究人员已知β-胡萝卜素基因序列,可采用________方法获得β-胡萝卜素基因。②过程中可用__________技术检测水稻体细胞DNA上是否插入了β-胡萝卜素基因。

（2）乙方案中,在体细胞杂交前需要用____________酶除去细胞壁获得原生质体,诱导体细胞融合的化学试剂常用________。通过⑤获得“黄金大米”幼苗需要经过____________________两个过程,依据的原理是________________。在培养过程中,除了在培养基中添加营养物质外,还需要添加____________。

（3）与传统育种方法相比,甲、乙两套方案共同的优点是____________________。

Answer

（1）所有生物共用一套遗传密码（密码子）人工合成 DNA分子杂交 （2）纤维素酶和果胶 聚乙二醇 脱分化和再分化 （植物）细胞的全能性 （植物）激素（生长素和细胞分裂素） （3）克服远缘杂交不亲和的障碍（打破生殖隔离）

【解析】（1）甲方案中玉米基因能在水稻体内表达的理论依据是所有生物共用一套遗传密码。已知目的基因序列的,可采用人工合成的方法获得。检测水稻体细胞DNA上是否插入了β-胡萝卜素基因常常用DNA分子杂交技术。（2）在乙方案中，在体细胞杂交前需要用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁，再诱导细胞融合。诱导体细胞融合的化学试剂常用聚乙二醇。⑤过程是植物组织培养过程，需要经过脱分化和再分化，依据的原理是植物细胞的全能性。组织培养过程中，除了在培养基中添加营养物质外,还需要添加植物激素——生长素和细胞分裂素。（3）与传统育种方法相比,甲、乙两套方案共同的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍（打破生殖隔离）。

【考点定位】基因工程的原理及技术,植物体细胞杂交的过程

【名师点睛】植物体细胞杂交操作流程图以及解读：

（1）植物体细胞杂交的障碍

①植物细胞都有细胞壁。根据酶的专一性原理，用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。

②原生质体融合。人工诱导方法包括物理法，如离心、振动、电激；化学法，如聚乙二醇（PEG）诱导等。

（2）杂种细胞的类型有三种：AA、BB、AB，符合要求的只有AB，需要进行筛选。

（3）杂种细胞AB形成的标志：新的细胞壁的生成。

（4）杂种植株遗传物质的变化：细胞融合属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，形成异源多倍体。

（5）植物体细胞杂交的原理：原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性，杂种细胞发育成杂种植株利用了细胞的全能性。