Question

【題目】基因工程目前已成為生物科學的核心技術(shù)，在農(nóng)牧業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生等方面有良好的應用前景。回答下列問題：

（1）基因表達載體中的復制原點，本質(zhì)上是一段富含A—T堿基對的DNA序列，它易與引物結(jié)合而成為復制起點的原理是____________。啟動子與復制原點的化學本質(zhì)____________（填“相同”或“不同”），啟動子功能的含義主要是________________________。

（2）利用PCR技術(shù)擴增目的基因，可在PCR擴增儀中進行的三步反應是____________。若在PCR擴增儀中加入模板DNA分子100個，則經(jīng)過30次循環(huán)后，DNA分子數(shù)量將達到____________個。

（3）植物基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力，如抗蟲性、抗病性等。我國的抗蟲棉就是通過____________法導人抗蟲基因____________基因培育成功的；抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥是導入抗病毒基因培育的，使用最多的抗病毒基因有________________________。

Answer 1

【答案】A-T堿基對多，相對氫鍵少，DNA易解旋 相同 啟動子驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄成mRNA 高溫變性，低溫退火、中溫延伸 100×230 花粉管通道 Bt毒蛋白 病毒外殼蛋白基因和病毒的復制酶基因

【解析】

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：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)。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

PCR一般要經(jīng)歷三十多次循環(huán)，每次循環(huán)可分為變性、復性、延伸三步。在循環(huán)之前，常需要進行一次預變性，以便增加大分子模板DNA徹底變性的概率。

PCR過程為:

變性，當溫度上升到90 ℃以上時，氫鍵斷裂，雙鏈DNA解旋為單鏈。

復性，當溫度降低到50℃左右時，兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結(jié)合。

延伸，溫度上升到72 ℃左右，溶液中的四種脫氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補配對原則合成新的DNA鏈。

（1）基因表達載體包括啟動子、終止子、目的基因、標記基因和復制原點等，所以復制原點和啟動子化學本質(zhì)相同，都是一段特定的DNA序列。已知復制原點中含A-T堿基對多，因此含氫鍵少，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易解旋，可做為復制的起點，而啟動子是驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄成mRNA的。

（2）PCR技術(shù)擴增目的基因包括三步反應：高溫變性（氫鍵斷裂）、低溫退火（復性）形成氫鍵和中溫延伸形成子鏈。PCR擴增儀可以自動調(diào)控溫度，實現(xiàn)三步反應循環(huán)完成。PCR技術(shù)擴增目的基因的原理是DNA雙鏈復制，結(jié)果使DNA呈指數(shù)增長，即2n（n為擴增循環(huán)的次數(shù)），所以100個DNA分子，30次循環(huán)，使DNA數(shù)量可達到100×230個。

（3）植物基因工程培育抗蟲抗病等轉(zhuǎn)基因植物用到的抗蟲基因有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因等，我國的抗蟲棉就是利用花粉管通道法導入Bt毒蛋白基因培育的；抗病毒基因有病毒外殼蛋白基因和病毒的復制酶基因。