Question

【題目】雙子葉植物甲含有抗旱基因而具有極強的抗早性，乙抗旱性低。若將該抗旱基因轉移至植物乙中，有可能提高后者的抗旱性。利用基因工程技術將甲的抗旱基因轉移至乙的體內，可提高植物乙的抗旱性。回答下列問題：

（1）為獲取抗早基因．可以先從植物甲中提取該基因mRNA然后經___________________過程獲得cDNA。基因工程的核心步驟是_____________________________。

（2）使用PCR技術擴增抗旱基因時，可選擇圖中A、B、C、D四種單鏈DNA片段中的___________________作為引物，此過程還需要____________酶，但不需要解旋酶，而是利用____________使DNA解旋。

（3）獲得了抗旱基因的植物乙，種植時一般要與傳統作物間隔足夠遠的距離，以免___________________。

（4）人們擔心這種行為會打開“潘多拉魔盒”，驅使一些科研者開展人類基因編輯研究，出現“基因完美的定制人”。在這些研究中，外源基因能與受體細胞DNA成功重組的原因是______________，這種重組DNA技術若用于對人類基因進行編輯，由于是隨機的，因此有非常大的風險，甚至導致生命活動必需的基因遭到破壞。

Answer 1

【答案】逆轉錄 構建基因表達載體 B、C 耐高溫的DNA聚合酶（Taq酶） 高溫 目的基因隨花粉傳播，與傳統植物發生雜交，造成基因污染 兩者都有共同的結構和化學組成

【解析】

1、基因工程的操作程序：目的基因的獲取；基因表達載體的構建；將目的基因導入受體細胞；目的基因的檢測與鑒定。其中基因表達載體的構建是基因工程的核心步驟。

2、PCR技術又叫多聚酶鏈式反應是體外合成DNA的技術，通常有三個基本步驟一一變性、復性和延伸。PCR過程需要的引物不是RNA，而是人工合成的DNA單鏈，其長度通常為20-30個脫氧核苷酸，通常需要兩種引物，分別與DNA分子的兩條鏈互補。PCR過程中DNA的解旋不依靠解旋酶，而是將模板DNA加熱至90℃以上。一定時間后，使模板DNA雙鏈或經PCR擴增形成的雙鏈DNA解離，使成為單鏈，50℃時引物與DNA模板鏈之間形成氫鍵，72℃時使單鏈從引物的3’開始延伸。在這個過程中需要耐高溫的DNA聚合酶。

（1）cDNA文庫是通過mRNA經過逆轉錄過程獲得的，故為獲取抗旱基因，可以先從植物甲中提取該基因mRNA，然后經逆轉錄過程獲得cDNA。基因表達載體的構建是基因工程的核心步驟。

（2）使用PCR技術擴增抗旱基因時，根據DNA合成的方向是從5’端到3’端，且引物和模板鏈的方向是相反的，故可選擇圖中的B、C作為引物，此過程還需要耐高溫的DNA聚合酶（Taq酶），但不需要解旋酶，而是利用高溫使DN A解旋。

（3）基因污染是指轉基因植物的花粉與近緣物種進行雜交，從而使得近緣物種有了轉基因物種的性狀，造成不必要的麻煩。故在大田里栽培轉基因植物時，要求轉基因植物與傳統作物之間應該間隔足夠遠的距離，以免目的基因隨花粉傳播，與傳統植物發生雜交，造成基因污染。

（4）外源基因能與受體細胞DNA成功重組的原因是兩者都有共同的結構和化學組成。