Question

13．研究人员通过利用PCR定点突变技术改造Rubisco酶基因，提高了光合作用过程中Rubisco酶对CO₂的亲和力，从而显著提高了植物的光合作用速率．回答下列问题：
（1）PCR过程所依据的原理是DNA双链复制，利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物；PCR利用了DNA的热变性原理，DNA受热变性后解链为单链，冷却使引物与DNA模板链结合，然后在热稳定DNA聚合酶（或Taq酶）的催化下进行互补子链的合成．细胞内DNA复制时解链是在解旋酶的催化下完成的．
（2）cDNA文库中的Rubisco酶基因不含有（填“含有”或“不含有”）启动子和内含子．检测Rubisco酶基因是否转录出mRNA采用分子杂交技术．通过对Rubisco酶基因进行改造从而实现对Rubisco酶的改造属于蛋白质工程．
（3）改造Rubisco酶基因能够显著的提高植物的光合作用速率体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程．进而控制生物体的性状．

Answer 1

分析 1、cDNA文库和基因文库的比较表：

文库类型	cDNA	基因组文库
文库大小	小	大
基因中启动子	无	有
基因中内含子	无	有
基因多少	某种生物的部分基因	某种生物的全部基因
物种间的基因交流	可以	部分基因可以

2、PCR技术：
（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术．
（2）原理：DNA复制．
（3）前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物．
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链．
3、基因对性状的控制方式：①基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢，进而间接控制生物的性状，如白化病、豌豆的粒形；②基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状，如镰刀形细胞贫血症、囊性纤维病．

解答 解：（1）PCR的原理是DNA双链复制；利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物；PCR利用了DNA的热变性原理，DNA受热变性后解链为单链，冷却使引物与DNA模板链结合，形成局部双链，然后在热稳定DNA聚合酶（或Taq酶）的催化下进行互补子链的合成．细胞内DNA复制时解链是在解旋酶的催化下完成的．
（2）基因中的启动子和终止子不能转录形成mRNA，因此以mRNA为模板逆转录形成的cDNA中不含启动子和终止子．检测目的基因是否转录出mRNA可采用分子杂交技术；蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要．因此，通过对Rubisco酶基因进行改造从而实现对Rubisco酶的改造属于蛋白质工程．
（3）改造Rubisco酶基因，提高了光合作用过程中Rubisco酶对CO₂的亲和力，进而提高植物的光合作用速率，这说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状．
故答案为：
（1）DNA双链复制       已知目的基因      引物       热稳定DNA聚合酶（或Taq酶）      解旋酶
（2）不含有     分子杂交     蛋白质
（3）酶的合成来控制代谢过程

点评 本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节；识记基因控制性状的两种途径及蛋白质工程的概念，能结合所学的知识准确答题，属于考纲识记和理解层次考查．