Question

【题目】基因工程目前已成为生物科学的核心技术，在农牧业、工业、医药卫生等方面有良好的应用前景。回答下列问题：

（1）基因表达载体中的复制原点，本质上是一段富含A—T碱基对的DNA序列，它易与引物结合而成为复制起点的原理是____________。启动子与复制原点的化学本质____________（填“相同”或“不同”），启动子功能的含义主要是________________________。

（2）利用PCR技术扩增目的基因，可在PCR扩增仪中进行的三步反应是____________。若在PCR扩增仪中加入模板DNA分子100个，则经过30次循环后，DNA分子数量将达到____________个。

（3）植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力，如抗虫性、抗病性等。我国的抗虫棉就是通过____________法导人抗虫基因____________基因培育成功的；抗病毒的转基因小麦是导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碱基对多，相对氢键少，DNA易解旋 相同 启动子驱动基因转录成mRNA 高温变性，低温退火、中温延伸 100×230 花粉管通道 Bt毒蛋白 病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因

【解析】

基因工程技术的基本步骤：

（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。

（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。

（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。

（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可分为变性、复性、延伸三步。在循环之前，常需要进行一次预变性，以便增加大分子模板DNA彻底变性的概率。

PCR过程为:

变性，当温度上升到90 ℃以上时，氢键断裂，双链DNA解旋为单链。

复性，当温度降低到50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。

延伸，温度上升到72 ℃左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。

（1）基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因、标记基因和复制原点等，所以复制原点和启动子化学本质相同，都是一段特定的DNA序列。已知复制原点中含A-T碱基对多，因此含氢键少，结构不稳定，易解旋，可做为复制的起点，而启动子是驱动基因转录成mRNA的。

（2）PCR技术扩增目的基因包括三步反应：高温变性（氢键断裂）、低温退火（复性）形成氢键和中温延伸形成子链。PCR扩增仪可以自动调控温度，实现三步反应循环完成。PCR技术扩增目的基因的原理是DNA双链复制，结果使DNA呈指数增长，即2n（n为扩增循环的次数），所以100个DNA分子，30次循环，使DNA数量可达到100×230个。

（3）植物基因工程培育抗虫抗病等转基因植物用到的抗虫基因有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因等，我国的抗虫棉就是利用花粉管通道法导入Bt毒蛋白基因培育的；抗病毒基因有病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因。