Question

【題目】大約有超過1/3的非洲人靠木薯獲取超過一半的熱量，然而以木薯為主食會營養(yǎng)不均衡，鐵和鋅的缺乏在非洲非常常見，嚴(yán)重影響了人體的健康。科學(xué)家從植物擬南芥中獲得IRTⅠ基因（編碼鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白）和FERⅠ基因（編碼鐵儲存蛋白），從而獲得鐵、鋅含量高的木薯。回答下列問題：

（1）從擬南芥細(xì)胞中獲得IRT1基因的mRNA得到cDNA，依據(jù)的原理是_________，該cDNA不包括基因中的_________部分。

（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心，構(gòu)建成的基因表達(dá)載體中，IRT1基因和FERI基因的首端，需加上_______（填“擬南芥”或“木薯”）細(xì)胞中能表達(dá)基因的啟動子。標(biāo)記基因的作用是____________。

（3）將目的基因?qū)�入木薯�?xì)胞中采用最多的是______法，生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，損傷的木薯植物更容易被轉(zhuǎn)化，原因是_________。帶有目的基因的細(xì)胞經(jīng)過__________技術(shù)培育成轉(zhuǎn)基因植物。

（4）IRTI基因和FERⅠ基因已經(jīng)整合到基因組中的轉(zhuǎn)基因植株內(nèi)，但運(yùn)輸鐵的能力沒有提高，根據(jù)中心法則的內(nèi)容分析，最可能的原因是___________。

Answer 1

【答案】在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對原則可以合成cDNA 啟動子和內(nèi)含子 木薯 鑒別和篩選出含有目的基因的細(xì)胞 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 傷口處細(xì)胞分泌的酚類化合物，利于農(nóng)桿菌的侵染 植物組織培養(yǎng) IRT1基因未表達(dá)（未轉(zhuǎn)錄或未翻譯）

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。

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

（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)�入植物�?xì)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�?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。

（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因，DNA分子雜交技術(shù)； ②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，抗原抗體雜交技術(shù)。個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對原則可以合成cDNA，從而以擬南芥細(xì)胞中獲得IRT1基因的mRNA，逆轉(zhuǎn)錄得到cDNA，但是cDNA不包括基因中的啟動子和內(nèi)含子。

（2）從擬南芥中獲得得IRT1基因和FER1基因是逆轉(zhuǎn)錄出來得cDNA，而后導(dǎo)入到木薯細(xì)胞中，所以需要加上木薯細(xì)胞中能表達(dá)基因的啟動子。標(biāo)記基因的作用是鑒別和篩選出含有目的基因的細(xì)胞。

（3）基因工程中導(dǎo)入植物細(xì)胞常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，損傷的木薯植物更容易被轉(zhuǎn)化，原因是傷口處細(xì)胞分泌的酚類化合物，利于農(nóng)桿菌的侵染。帶有目的基因的細(xì)胞經(jīng)過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育成轉(zhuǎn)基因植物。

（4）IRT1基因和FER1基因已經(jīng)整合到基因組中的轉(zhuǎn)基因植株內(nèi)，但運(yùn)輸鐵的能力沒有提高，所以最可能的原因是IRT1基因未成功表達(dá)。