蛋白酶抑制剂基因转化是作物抗虫育种的新途径。某研究团队将胰蛋白酶抑制剂（ NaPI ）和胰凝乳蛋白酶抑制剂（ StPinlA ）的基因单独或共同转化棉花，获得了转基因植株。回答下列问题：

(1) 蛋白酶抑制剂的抗虫机制是 ________ 。

(2)________ 是实施基因工程的核心。

(3) 利用农杆菌转化法时，必须将目的基因插入到质粒的 ________ 上，此方法的不足之处是 ________ 。

(4) 为检测目的基因在受体细胞基因组中的整合及其转录和翻译，可采用的检测技术有 ________ （写出两点即可）。

(5) 确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后，还需进一步做抗虫的 ________ 以鉴定其抗性程度。下图为三种不同遗传操作产生的转基因棉花抗虫实验结果，据结果分析 ________ （填 “NaPI” 或 “StPinlA” 或 “NaPI ＋ StPinlA” ）转基因棉花的抗虫效果最佳，其原因是 ________ 。

(6) 基因突变可产生新的等位基因，在自然选择的作用下，昆虫种群的基因频率会发生 ________ 。导致昆虫朝着一定的方向不断进化。提此推测，胰蛋白酶抑制剂转基因作物长期选择后，某些害虫具有了抗胰蛋白酶抑制剂的能力，其分子机制可能是 ________ （写出两点即可）。

答案

(1) 调节害虫胰蛋白酶活性，从而使害虫不能正常消化食物达到抗虫的目的

(2)# 基因表达载体的构建 / 表达载体的构建 #

(3)     T-DNA 该方法不适用与单子叶植物

(4) 基因 --DNA 分子杂交技术、 mRNA-- 分子杂交技术、抗原 - 抗体杂交技术

(5) 效果 NaPI ＋ StPinlA

饲喂 NaPI ＋ StPinlA 转基因的虫体质量最小、棉铃数量最多

(6) 定向改变     由于害虫发生基因突变后，在胰蛋白酶抑制剂的选择下，抗性基因频率逐渐增高，从而提升了其抗胰蛋白酶抑制剂的能力，或胰蛋白酶抑制剂基因发生突变后不能编码处胰蛋白酶抑制剂

【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； ② 检测目的基因是否转录出了 mRNA ； ③ 检测目的基因是否翻译成蛋白质。

个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

【详解】（ 1 ）蛋白酶抑制剂的抗虫机制是调节害虫胰蛋白酶活性，从而使害虫不能正常消化食物达到抗虫的目的。

（ 2 ）基因工程的核心是基因表达载体的构建。

（ 3 ）农杆菌转化法的原理：农杆菌中的 Ti 质粒上的 T-DNA 可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的 DNA 上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到 Ti 质粒的 T-DNA 上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的 DNA 上。其不足之处是该方法不适用与单子叶植物。

（ 4 ）目的基因是否整合的检测，在分子水平上可通过检测转基因生物染色体的 DNA 是否插入目的基因、是否能转录处目的基因对应的 mRNA 、是否能合成目的基因所控制合成的蛋白质等；在个体水平可检测抗虫性、抗病性、活性等。即可利用基因 --DNA 分子杂交技术、 mRNA-- 分子杂交技术、抗原 - 抗体杂交技术等。

（ 5 ）抗虫鉴定：确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后，还需进一步做抗虫的效果以鉴定其抗性程度。由图可知， NaPI ＋ StPinlA 转基因棉花的抗虫效果最佳，因为饲喂 NaPI ＋ StPinlA 转基因的虫体质量最小、棉铃数量最多。

（ 6 ）在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝一定方向不断进化。由于害虫发生基因突变后，在胰蛋白酶抑制剂的选择下，抗性基因频率逐渐增高，从而提升了其抗胰蛋白酶抑制剂的能力，或胰蛋白酶抑制剂基因发生突变后不能编码处胰蛋白酶抑制剂。