Question

5．如图为转基因抗病毒马铃薯培育过程图，请据图回答有关问题：

（1）PCR技术利用的基本原理是DNA双链复制．利用该技术扩增目标DNA片段（子链的延伸方向从5′→3′），应选择图中的引物引物B和引物E（填字母）与模板DNA结合．
（2）PCR体系经过n次循环可使DNA得到约2ⁿ倍扩增．若反应体系加入m条靶DNA，经3次循环后图中所示目标DNA片段所占的比例$\frac{1}{4}$．
（3）在构建基因表达载体时，常用两种不同的限制酶切割目的基因和质粒，获得不同的黏性末端，其主要目的是防止目的基因和质粒自环．
（4）重组细胞经过G、H过程成功地培育出了转基因抗病毒马铃薯植株，此过程涉及的细胞工程技术是植物组织培养技术，该技术广泛应用于基因工程育种、单倍体育种等育种过程．
（5）研究表明，转基因植物可以通过花粉将外源基因扩散到其他植物，从而对生态环境造成潜在的危害．因此，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体（填“细胞核”或“叶绿体”）基因组中，以防止目的基因通过花粉向其他植物扩散．

Answer 1

分析 1、采用PCR技术扩增DNA的过程为：变性、退火、延伸．根据PCR过程的特点绘制PCR过程示意图如图所示：

2、植物组织培养技术不仅应用于花卉、果树的快速、大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于植物体细胞杂交育种、基因工程育种、单倍体育种等育种过程中．
3、花粉中含有精子，几乎不含细胞质，而受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，所以科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中后，就不会通过花粉转移到自然界中的其他植物．

解答 解：（1）PCR技术扩增目的基因的原理：DNA双链复制．引物是一小段单链DNA，引物5′端的碱基可以与DNA两条链的3′端的碱基进行碱基互补配对，可作为DNA复制的起始点．子链的延伸方向从5′→3′，DNA聚合酶从引物的3′端的开始延伸DNA链．因此要扩增目的基因．应选用如图中的B和E作为引物．
（2）由图分析可知
目标DNA片段第一次复制得到两个两种：①和②；
目标DNA片段第二次复制得到四个四种：①复制得①和③、②复制得②和④；
目标DNA片段第三次复制得到八个五种：①复制得①和③、③复制得③和⑤、②复制得②和④、④复制得④和⑤．共有2个⑤
即经3次循环后图中所示目标DNA片段所占的比例$\frac{2}{8}=\frac{1}{4}$．
（3）用两种酶切出目的基因和质粒来，可以防止目的基因和质粒自环．
（4）重组细胞经过G、H过程成功地培育出了转基因抗病毒马铃薯植株，此过程涉及的细胞工程技术是植物组织培养．植物组织培养技术广泛用于植物体细胞杂交育种、基因工程育种、单倍体育种等育种过程中．
（5）花粉中含有精子，几乎不含细胞质，而受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，所以科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中后，就不会通过花粉转移到自然界中的其他植物．
故答案为：
（1）DNA双链复制     引物B和引物E
（2）$\frac{1}{4}$
（3）防止目的基因和质粒自环
（4）植物组织培养技术     基因工程育种、单倍体育种
（5）叶绿体

点评 本题结合PCR过程和基因工程育种的示意图，考查PCR技术、DNA分子复制、基因工程等知识，要求考生识记PCR技术的过程及原理，能分析题图提取有效信息答题；掌握DNA分子半保留复制特点，能进行简单的计算；能根据题干信息，归纳出植物组织培养技术的应用．