Question

4．马铃薯是种植广泛的农作物，病毒侵染后导致产量大幅下降，培育脱毒和抗毒的马铃薯品种是提高产量的有效方法．请分析并回答．
（1）马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，因此可将马铃薯茎尖接种在培养基中，培养基中添加生长素和细胞分裂素，诱导离体细胞经过脱分化和再分化完成组织培养过程，从而形成脱毒苗．此过程说明植物细胞具有全能性．
（2）为获得抗病毒的马铃薯植株，往往采用转基因技术，将病毒复制酶基因转移到马铃薯体内．其过程大致如图所示．上述过程中，将目的基因导入马铃薯细胞使用了农杆菌转化法．该方法先将目的基因插入到农杆菌Ti质粒的T-DNA上，然后通过农杆菌的转化作用，使目的基因进入植物细胞并插入到植物细胞的染色体DNA上．导入农杆菌时，首先要构建基因表达载体，这里需要的工具酶有限制性核酸内切酶（限制酶）和DNA连接酶，还要用Ca²⁺（CaCl₂）处理土壤农杆菌，使之转变为感受态，然后将它们在缓冲液中混合培养以完成转化过程．该转基因马铃薯产生的配子中不一定（填“一定”或“不一定”）含有目的基因．

Answer 1

分析 1、植物组织培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化生成根、芽，最终形成植物体．植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性．
2、目的基因的检测与鉴定：
（1）分子水平上的检测  
①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术
②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术
③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术
（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等．
（例：用虫食用棉花，观察其存活情况，来鉴定棉花是否具有抗虫特性．）
3、农杆菌转化法的转化过程：目的基因插人Ti质粒的T-DNA上→转入农杆菌→导入植物细胞→目的基因整合到植物细胞染色体上→目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达．

解答 解：（1）植物组织培养过程需经过脱分化和再分化两个过程，植物组织培养的原理是植物细胞的全能性．
（2）将外源基因导入植物体内用农杆菌转化法，常用到的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶；将目的基因导入微生物细胞时，常用感受态细胞法，即用Ca²⁺处理微生物（土壤农杆菌），使之转变为容易吸收周围环境中DNA分子的感受态，进而使外源基因容易导入．由于减数分裂形成配子时，同源染色体分离，配子中的染色体数目减半，所以配子不一定会存在导入的目的基因．
故答案为：
（1）脱分化和再分化　全能性
（2）农杆菌转化　　限制性核酸内切酶（限制酶）和DNA连接酶      Ca²⁺（CaCl₂）     不一定

点评 本题考查基因工程和细胞工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节问题；识记植物组织培养的过程及原理，能结合所学的知识准确答题．