Question

【题目】马铃薯植株在长期栽培中容易遭受病毒侵染，导致严重减产。科学家用反转录法人工合成了抗病毒的PVX基因，并通过基因工程技术将该基因成功导入马铃薯细胞中，培育出抗病毒的马铃薯植株。请回答：

（1）以相关_________为模板在反转录酶的作用下，可以获得抗病毒的PVX基因。将获得的PVX基因在体外进行扩增常利用PCR技术，该技术的原理是_________。

（2）抗病毒的PVX基因在基因工程中被称为_________，若用农杆菌转化法将该基因导入马铃薯细胞，导入前需要使用_________物质处理细胞。

（3）要使人工合成的PVX基因在受体细胞中复制并表达，必须通过_________而不能直接将基因导入受体细胞，其原因是该基因无_________（答出两点即可）。

（4）相比于将抗病毒基因导入植物细胞的细胞核中，若将抗病毒基因导入植物细胞的叶绿体基因组中具有很多优势，从环境保护和生物工程安全性问题的角度分析，其优势主要体现在_________。

Answer 1

【答案】mRNA??? 一种体外DNA 扩增技术，是在模板DNA、引物和4种脱氧核苷酸存在的条件下依赖DNA聚合酶的酶促反应，将需要被扩增的DNA片段与两侧互补的寡核苷酸链引物经过一系列反应，使DNA片段在数量上增加，从而获得所需的特定基因片段。??? 目的基因??? CaCl2??? 构建基因表达载体??? 复制原点、启动子、终止子、标记基因??? 花粉中的精子细胞中通常不存在叶绿体，导入叶绿体基因组中的抗病毒基因不会随花粉扩散传播，从而不会产生基因污染（合理即可，3分）???

【解析】

基因工程是狭义的遗传工程，基因工程的基本原理是让人们感兴趣的基因（即目的基因）在宿主细胞中稳定高效地表达。为了实现基因工程的目标，通常要有多种工具酶、目的基因、载体和宿主细胞等基本要素，并按照一定的程序进行操作，它包括目的基因的获得、重组DNA的形成，重组DNA导入受体细胞也称（宿主）细胞、筛选含有目的基因的受体细胞和目的基因的表达等几个方面。

（1）DNA合成RNA的过程称为转录，以相关mRNA为模板在反转录酶的作用下，可以获得抗病毒的PVX基因。将获得的PVX基因在体外进行扩增常利用PCR技术，该技术的原理是一种体外DNA 扩增技术，是在模板DNA、引物和4种脱氧核苷酸存在的条件下依赖DNA聚合酶的酶促反应，将需要被扩增的DNA片段与两侧互补的寡核苷酸链引物经过一系列反应，使DNA片段在数量上增加，从而获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称为目的基因，若用农杆菌转化法将该基因导入马铃薯细胞，导入前需要使用CaCl2物质处理细胞，使其成为感受态。

（3）要使人工合成的PVX基因在受体细胞中复制并表达，必须通过构建基因表达载体，常采用的载体为质粒，而不能直接将基因导入受体细胞，其原因是该基因无复制原点、启动子、终止子、标记基因等。

（4）花粉中的精子细胞中通常不存在叶绿体，存在于体细胞的细胞核中，导入叶绿体基因组中的抗病毒基因不会随花粉扩散传播，从而不会产生基因污染。