Question

【題目】雙子葉植物甲含有抗旱基因而具有極強(qiáng)的抗早性，乙抗旱性低。若將該抗旱基因轉(zhuǎn)移至植物乙中，有可能提高后者的抗旱性。利用基因工程技術(shù)將甲的抗旱基因轉(zhuǎn)移至乙的體內(nèi)，可提高植物乙的抗旱性�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

（1）為獲取抗早基因．可以先從植物甲中提取該基因mRNA然后經(jīng)___________________過(guò)程獲得cDNA。基因工程的核心步驟是_____________________________。

（2）使用PCR技術(shù)擴(kuò)增抗旱基因時(shí)，可選擇圖中A、B、C、D四種單鏈DNA片段中的___________________作為引物，此過(guò)程還需要____________酶，但不需要解旋酶，而是利用____________使DNA解旋。

（3）獲得了抗旱基因的植物乙，種植時(shí)一般要與傳統(tǒng)作物間隔足夠遠(yuǎn)的距離，以免___________________。

（4）人們擔(dān)心這種行為會(huì)打開(kāi)“潘多拉魔盒”，驅(qū)使一些科研者開(kāi)展人類基因編輯研究，出現(xiàn)“基因完美的定制人”。在這些研究中，外源基因能與受體細(xì)胞DNA成功重組的原因是______________，這種重組DNA技術(shù)若用于對(duì)人類基因進(jìn)行編輯，由于是隨機(jī)的，因此有非常大的風(fēng)險(xiǎn)，甚至導(dǎo)致生命活動(dòng)必需的基因遭到破壞。

Answer 1

【答案】逆轉(zhuǎn)錄 構(gòu)建基因表達(dá)載體 B、C 耐高溫的DNA聚合酶（Taq酶） 高溫 目的基因隨花粉傳播，與傳統(tǒng)植物發(fā)生雜交，造成基因污染 兩者都有共同的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成

【解析】

1、基因工程的操作程序：目的基因的獲�。换�因表達(dá)載體的構(gòu)建；將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞；目的基因的檢測(cè)與鑒定。其中基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心步驟。

2、PCR技術(shù)又叫多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是體外合成DNA的技術(shù)，通常有三個(gè)基本步驟一一變性、復(fù)性和延伸。PCR過(guò)程需要的引物不是RNA，而是人工合成的DNA單鏈，其長(zhǎng)度通常為20-30個(gè)脫氧核苷酸，通常需要兩種引物，分別與DNA分子的兩條鏈互補(bǔ)。PCR過(guò)程中DNA的解旋不依靠解旋酶，而是將模板DNA加熱至90℃以上。一定時(shí)間后，使模板DNA雙鏈或經(jīng)PCR擴(kuò)增形成的雙鏈DNA解離，使成為單鏈，50℃時(shí)引物與DNA模板鏈之間形成氫鍵，72℃時(shí)使單鏈從引物的3’開(kāi)始延伸。在這個(gè)過(guò)程中需要耐高溫的DNA聚合酶。

（1）cDNA文庫(kù)是通過(guò)mRNA經(jīng)過(guò)逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程獲得的，故為獲取抗旱基因，可以先從植物甲中提取該基因mRNA，然后經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程獲得cDNA。基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心步驟。

（2）使用PCR技術(shù)擴(kuò)增抗旱基因時(shí)，根據(jù)DNA合成的方向是從5’端到3’端，且引物和模板鏈的方向是相反的，故可選擇圖中的B、C作為引物，此過(guò)程還需要耐高溫的DNA聚合酶（Taq酶），但不需要解旋酶，而是利用高溫使DN A解旋。

（3）基因污染是指轉(zhuǎn)基因植物的花粉與近緣物種進(jìn)行雜交，從而使得近緣物種有了轉(zhuǎn)基因物種的性狀，造成不必要的麻煩。故在大田里栽培轉(zhuǎn)基因植物時(shí)，要求轉(zhuǎn)基因植物與傳統(tǒng)作物之間應(yīng)該間隔足夠遠(yuǎn)的距離，以免目的基因隨花粉傳播，與傳統(tǒng)植物發(fā)生雜交，造成基因污染。

（4）外源基因能與受體細(xì)胞DNA成功重組的原因是兩者都有共同的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成。