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草甘膦是一种广谱高效的灭生性除草剂，它通过与

来源：花匠小妙招时间：2024-12-29 07:28

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更新时间：2022-11-10

草甘膦是一种广谱高效的灭生性除草剂，它通过与 EPSPS （叶绿体中的一种酶）结合，抑制 EPSPS 的作用，阻断芳香族氨基酸的合成，从而引起细胞死亡。为了提高普通棉花对草甘膦的抗性，科学家通过转基因的方法获得转基因抗草甘膦棉花植株。请回答下列问题：

(1) 叶绿体基因工程：科学家通过转基因的方法将外源 EPSPS 基因转入棉花植株的叶绿体中，使其产生更多 EPSPS ，提高抗性。体外扩增 EPSPS 基因常采用 PCR 技术，其原理是 ______ 。 EPSPS 基因导入成功后，是否达到预期抗性，还需要对转基因棉花进行的鉴定操作是 ______ 。

(2) 细胞核基因工程：获取目的基因，将获取的三个抗草甘膦基因 G10 插入质粒，重组质粒的部分结构（箭头表示转录方向）如图所示。 G10 插入质粒后，不能影响质粒的 ______ 。将消毒后的棉花胚与含重组质粒的农杆菌在培养基上共同培养，目的是 ______ 。将共同培养后的棉花胚转入含有营养物以及 ______ 的培养基中脱菌、诱导培养和筛选，从而得到转基因抗草甘膦棉花植株。

(3) 与发芽培养基相比，配制转基因丛状苗生根培养基时，可根据实际情况适当添加 ______ ，促进丛状苗基部细胞分裂形成愈伤组织并进一步分化形成 ______ ，最终形成根。

(4) 从生物安全角度分析，叶绿体基因工程与细胞核基因工程相比，安全性更高的原因是 ______ 。

【答案】

(1) DNA 复制用适当浓度草甘膦喷洒转基因棉花植株检测其抗性

(2) 复制（或正常功能）通过农杆菌将目的基因导入棉花细胞一定浓度的草甘膦，植物激素，抗生素

(3) 生长素根的分生组织

(4) 由于叶绿体基因组不会随花粉扩散，有效避免了基因污染

【分析】基因工程技术的基本步骤：

（ 1 ）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用 PCR 技术扩增和人工合成。

（ 2 ）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。

（ 3 ）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。

（ 4 ）目的基因的检测与鉴定：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。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

（ 1 ）

PCR 技术的原理是 DNA 的复制， EPSPS 基因导入成功后，是否赋予了棉花对草甘膦的预期抗性，还需要检测转基因烟草是否对草甘膦有抗性，需要用适当浓度草甘膦喷洒转基因棉花植株检测其抗性。

（ 2 ）

质粒是目的基因的载体， G10 插入质粒后，不能影响质粒的复制（或正常功能）。将消毒后的棉花胚与含重组质粒的农杆菌在培养基上共培养，目的是通过农杆菌将目的基因导入棉花细胞。将共同培养后的棉花胚转入含有营养物以及一定浓度的草甘膦、植物激素、抗生素的培养基中脱菌、诱导培养和筛选，从而得到转基因抗草甘膦棉花植株。

（ 3 ）

在再分化过程中，生长素与细胞分裂素的比例高，有利于根的形成，所以与发芽培养基相比，配制转基因丛状苗生根培养基时，可根据实际情况适当添加生长素，促进从状苗基部细胞分裂形成愈伤组织，并进一步分化形成根的分生组织，最终形成根。

（ 4 ）

由于叶绿体基因组不会随花粉扩散，有效避免了基因污染，所以安全性更高。