Question

2．鋁在土壤中常以鋁酸鹽的形式存在，可造成土壤酸化而影響植物生長．鋁能抑制植物根尖細(xì)胞的分裂，抑制根生長，破壞根組織．部分植物能通過根部細(xì)胞膜上的蘋果酸通道蛋白（ALMT）將蘋果酸轉(zhuǎn)運到細(xì)胞外來緩解鋁毒．可將ALMT基因?qū)�入植物�?xì)胞，來培育轉(zhuǎn)基因耐鋁植物．請回答下列問題：
（1）可以從基因文庫中獲得ALMT基因，則合成cDNA的過程中，反應(yīng)體系內(nèi)加入的物質(zhì)除mRNA和ATP外，還包括四種脫氧核苷酸、逆轉(zhuǎn)錄和DNA聚合酶．
（2）可將ALMT基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T-DNA片段中，以便目的基因進入植物細(xì)胞．利用該方法導(dǎo)入的目的基因的遺傳一般遵循孟德爾遺傳定律，原因是T-DNA可攜帶目的基因，整合并轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞染色體的DNA上．
（3）啟動子是RNA聚合酶特異性識別并結(jié)合的位點，能調(diào)控目的基因的表達(dá)．ALMT基因的啟動子有兩種類型，其中α啟動子能使ALMT基因在酸性土壤的誘導(dǎo)下表達(dá)，β啟動子能使ALMT基因高效表達(dá)而無需酸性誘導(dǎo)．則在獲得轉(zhuǎn)ALMT基因耐鋁植物時應(yīng)使用α啟動子，不使用另外一種啟動子的原因是β啟動子可使植物細(xì)胞持續(xù)轉(zhuǎn)運有機酸，導(dǎo)致正常土壤酸化，并影響植物自身的生長．

Answer 1

分析 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)．個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答 解：（1）cDNA是以mRNA為模板通過逆轉(zhuǎn)錄過程合成的，因此合成cDNA的過程中，反應(yīng)體系內(nèi)加入的物質(zhì)除mRNA和ATP外，還包括四種脫氧核苷酸、逆轉(zhuǎn)錄和DNA聚合酶．
（2）將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的原理：農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上．根據(jù)農(nóng)桿菌的這一特點，如果將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以把目的基因整合到植物細(xì)胞中染色體的DNA上．
（3）啟動子是RNA聚合酶特異性識別并結(jié)合的位點，能調(diào)控目的基因的表達(dá)．ALMT基因的啟動子有兩種類型．其中α啟動子能使ALMT基因在酸性土壤的誘導(dǎo)下表達(dá)，β啟動子能使ALMT基因高效表達(dá)而無需酸性誘導(dǎo)．由于β啟動子可使植物細(xì)胞持續(xù)轉(zhuǎn)運有機酸，導(dǎo)致正常土壤酸化，并影響植物自身的生長，因此在獲得轉(zhuǎn)ALMT基因耐鋁植物時應(yīng)使用α啟動子，不使用另外一種啟動子．
故答案為：
（1）四種脫氧核苷酸       逆轉(zhuǎn)錄和DNA聚合酶
（2）T-DNA     T-DNA可攜帶目的基因，整合并轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞染色體的DNA上
（3）RNA聚合酶      α        β啟動子可使植物細(xì)胞持續(xù)轉(zhuǎn)運有機酸，導(dǎo)致正常土壤酸化，并影響植物自身的生長

點評 本題考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的原理及操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié)，能結(jié)合所學(xué)的知識準(zhǔn)確答題．