Question

【題目】馬鈴薯植株在長期栽培中容易遭受病毒侵染，導致嚴重減產�？茖W家用反轉錄法人工合成了抗病毒的PVX基因，并通過基因工程技術將該基因成功導入馬鈴薯細胞中，培育出抗病毒的馬鈴薯植株。請回答：

（1）以相關_________為模板在反轉錄酶的作用下，可以獲得抗病毒的PVX基因。將獲得的PVX基因在體外進行擴增常利用PCR技術，該技術的原理是_________。

（2）抗病毒的PVX基因在基因工程中被稱為_________，若用農桿菌轉化法將該基因導入馬鈴薯細胞，導入前需要使用_________物質處理細胞。

（3）要使人工合成的PVX基因在受體細胞中復制并表達，必須通過_________而不能直接將基因導入受體細胞，其原因是該基因無_________（答出兩點即可）。

（4）相比于將抗病毒基因導入植物細胞的細胞核中，若將抗病毒基因導入植物細胞的葉綠體基因組中具有很多優(yōu)勢，從環(huán)境保護和生物工程安全性問題的角度分析，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在_________。

Answer 1

【答案】mRNA??? 一種體外DNA 擴增技術，是在模板DNA、引物和4種脫氧核苷酸存在的條件下依賴DNA聚合酶的酶促反應，將需要被擴增的DNA片段與兩側互補的寡核苷酸鏈引物經(jīng)過一系列反應，使DNA片段在數(shù)量上增加，從而獲得所需的特定基因片段。??? 目的基因??? CaCl2??? 構建基因表達載體??? 復制原點、啟動子、終止子、標記基因??? 花粉中的精子細胞中通常不存在葉綠體，導入葉綠體基因組中的抗病毒基因不會隨花粉擴散傳播，從而不會產生基因污染（合理即可，3分）???

【解析】

基因工程是狹義的遺傳工程，基因工程的基本原理是讓人們感興趣的基因（即目的基因）在宿主細胞中穩(wěn)定高效地表達。為了實現(xiàn)基因工程的目標，通常要有多種工具酶、目的基因、載體和宿主細胞等基本要素，并按照一定的程序進行操作，它包括目的基因的獲得、重組DNA的形成，重組DNA導入受體細胞也稱（宿主）細胞、篩選含有目的基因的受體細胞和目的基因的表達等幾個方面。

（1）DNA合成RNA的過程稱為轉錄，以相關mRNA為模板在反轉錄酶的作用下，可以獲得抗病毒的PVX基因。將獲得的PVX基因在體外進行擴增常利用PCR技術，該技術的原理是一種體外DNA 擴增技術，是在模板DNA、引物和4種脫氧核苷酸存在的條件下依賴DNA聚合酶的酶促反應，將需要被擴增的DNA片段與兩側互補的寡核苷酸鏈引物經(jīng)過一系列反應，使DNA片段在數(shù)量上增加，從而獲得所需的特定基因片段。

（2）抗病毒的PVX基因在基因工程中被稱為目的基因，若用農桿菌轉化法將該基因導入馬鈴薯細胞，導入前需要使用CaCl2物質處理細胞，使其成為感受態(tài)。

（3）要使人工合成的PVX基因在受體細胞中復制并表達，必須通過構建基因表達載體，常采用的載體為質粒，而不能直接將基因導入受體細胞，其原因是該基因無復制原點、啟動子、終止子、標記基因等。

（4）花粉中的精子細胞中通常不存在葉綠體，存在于體細胞的細胞核中，導入葉綠體基因組中的抗病毒基因不會隨花粉擴散傳播，從而不會產生基因污染。