Question

19．科学家通过利用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．请回答下列问题：
（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；扩增过程需要加入耐高温的DNA聚合酶（或Taq酶）酶．
（2）启动子是一段有特殊结构的DNA片段，其作用是RNA聚合酶识别和结合部位，驱动转录出mRNA．PCR定点突变技术属于蛋白质工程的范畴．
（3）可利用定点突变的DNA构建基因表达载体．常用农杆菌转化法将基因表达载体导入植物细胞，还需用到植物细胞工程中的植物组织培养技术，才能最终获得转基因植物，该技术利用的原理是全能性．

Answer 1

分析 1、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．
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．

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；扩增过程是在较高温度下进行的，因此需要加入耐高温的DNA聚合酶（或Taq酶）．
（2）启动子是RNA聚合酶识别和结合部位，驱动转录出mRNA．PCR定点突变技术属于蛋白质工程的范畴．
（3）将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法；将转基因植物细胞培育成转基因植株还需要采用植物组织培养技术，原理是植物细胞具有全能性．
故答案为：
（1）DNA双链复制     引物      耐高温的DNA聚合酶（或Taq酶）
（2）RNA聚合酶识别和结合部位，驱动转录出mRNA   蛋白质工程
（3）农杆菌转化法     植物组织培养   全能性

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、操作工具及操作步骤中，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能结合所学的知识准确答题．