Question

【題目】現(xiàn)有甲、乙兩種雙子葉植物，植物甲含有抗旱基因而具有極強的抗旱性，植物乙抗旱性低。若將該抗旱基因通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)移至植物乙中，有可能提高后者的抗旱性。回答下列問題：

（l）為獲取抗旱基因，可以先從植物甲中提取該基因的mRNA，然后經(jīng)________過程獲得cDNA。

（2） 使用PCR技術(shù)擴增抗旱基因時，需要________酶，但不需要解旋酶，而是利用高溫使DNA解旋；還需要選擇圖中A、B、C、D四種單鏈DNA片段中的__________ 作為引物，引物的作用是__________________________。

（3）基因工程的核心步驟是構(gòu)建表達載體，通常將獲取的抗旱基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的_________上，此過程需要的酶是_____________________，然后通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，導入植物乙細胞中，抗旱基因能否在植物乙細胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是_____。要得到植物乙植株還需要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)，其中愈傷組織通過___________發(fā)育成叢芽、根，培養(yǎng)基中除需要添加無機營養(yǎng)成分、有機營養(yǎng)成分外，還需要添加____________（答出兩點即可）等。

（4）利用植物體細胞雜交技術(shù)可以克服不同生物遠緣雜交的障礙 ，培育植物甲乙的雜種植株。選取兩種植物部分體細胞在一定溶液中用_________________（填酶的名稱）處理后可以獲得原生質(zhì)體，將兩種原生質(zhì)體按1：1的比例在電融儀中誘導融合。

Answer 1

【答案】逆轉(zhuǎn)錄（反轉(zhuǎn)錄） Taq酶 B、 C DNA聚合酶能夠從引物的3′端開始連接脫氧核苷酸 T-DNA 限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶． 相關(guān)基因是否整合到植物乙的DNA分子上 再分化 植物激素、瓊脂 纖維素酶和果膠酶

【解析】

1、基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成。

（2）基因表達載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。

（3）將目的基因?qū)�入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因?qū)�入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法。

（4）目的基因的檢測與鑒定。

2、PCR技術(shù)又叫多聚酶鏈式反應(yīng)是體外合成DNA的技術(shù)，通常有三個基本步驟──變性、復性和延伸。PCR過程需要的引物不是RNA，而是人工合成的DNA單鏈，其長度通常為20-30個脫氧核苷酸，通常需要兩種引物，分別與DNA分子的兩條鏈互補。PCR過程中DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通過對反應(yīng)溫度的控制來實現(xiàn)的模板DNA經(jīng)加熱至90℃以上。一定時間后，使模板DNA雙鏈或經(jīng)PCR擴增形成的雙鏈DNA解離，使成為單鏈，50℃時引物與DNA摸板鏈之間形成氫鍵，72℃時使單鏈從引物的3’開始延伸。在這個過程中需要耐高溫的DNA聚合酶。

3、植物組織培育的具體過程為：外植體愈傷組織新植體。

（l） cDNA文庫是通過mRNA經(jīng)過逆轉(zhuǎn)錄過程獲得的，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)錄過程獲得cDNA。

（2）由于DNA聚合酶只能使子鏈從5’向3’方向延伸，因此使用PCR技術(shù)擴增抗旱基因時，可選擇圖中A、B、C、D四種單鏈DNA片段中的B、C作為引物，2種引物分別與模板鏈結(jié)合，使DNA聚合酶能夠從引物的3’端開始連接脫氧核苷酸延伸子鏈。此過程還需要Taq酶，但不需要解旋酶，而是利用高溫使DNA解旋。

（3）利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)�入植物細胞時，通常將獲取的抗旱基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T-DNA上，此過程需要限制酶的切割和DNA連接酶的連接作用，然后通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，導入植物乙細胞中，抗旱基因能否在植物乙細胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是相關(guān)基因是否整合到植物乙的DNA分子上。然后通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)成植物乙，植物組織培養(yǎng)技術(shù)的關(guān)鍵是脫分化形成愈傷組織，然后再分化形成發(fā)育成叢芽、根，培養(yǎng)過程中培養(yǎng)基中除需要添加無機營養(yǎng)成分、有機營養(yǎng)成分外，還需要添加植物激素、瓊脂等成分。

（4）植物體細胞雜交過程中利用纖維素酶和果膠酶處理植物細胞，獲得原生質(zhì)體，將兩種原生質(zhì)體按1：1的比例在電融儀中誘導融合。