Question

【題目】Ⅰ．為研究肝癌致病機理，利用下圖所示方法和基因工程獲取相關(guān)癌基因以進一步研究。

（1）上圖中，A過程需要用__________酶，D過程需要回收__________（未雜交/雜交分子）的含32P的cDNA單鏈，繼而通過人工合成，獲得__________，并用其構(gòu)建基因文庫。

Ⅱ．某些植物在進化過程中已經(jīng)形成抵抗干旱、低溫和高鹽等逆境的調(diào)控機制，感受并響應各種外界刺激。轉(zhuǎn)錄因子OrERF是一類蛋白質(zhì)，在植物抵抗逆境時發(fā)揮重要作用。科研人員對水稻OrERF基因進行系列研究。

（2）科研人員欲將水稻OrER基因?qū)�入擬南芥體內(nèi)，獲得抗逆性強的植株，設(shè)計的實驗方案如下圖：

①可利用__________技術(shù)獲得并擴增此基因。如果開始的OrERF基因只有一個，第n次循環(huán)需要引物__________對。

②OrERF基因需插入Ti質(zhì)粒的T-DNA片段中，原因是____________________。

③上圖中d階段需要應用__________技術(shù)，為提高實驗的成功率，其培養(yǎng)基中除加入必須的營養(yǎng)物質(zhì)、植物激素和瓊脂外，還需添加____________________。

（3）實驗檢測某轉(zhuǎn)基因擬南芥植株中OrERF基因在高鹽條件下的表達水平，結(jié)果如右圖。實驗結(jié)果表明，高鹽處理后___________小時OrERF基因的表達顯著增加。

（4）植物感受外界干旱、高鹽、低溫等信號，通過一系列信息傳遞合成轉(zhuǎn)錄因子。轉(zhuǎn)錄因子OrERF對下游基因調(diào)節(jié)過程如圖，其通過__________，啟動轉(zhuǎn)錄的過程。最后通過基因產(chǎn)物的作用對外界信號在生理生化等方面作出適合的調(diào)節(jié)反應。

Answer 1

【答案】逆轉(zhuǎn)錄 未雜交 雙鏈cDNA PCR 2n-1 T-DNA可轉(zhuǎn)移到受體細胞，并整合到受體細胞染色體的DNA上 植物組織培養(yǎng) 高鹽（高濃度NaCl） 12 激活RNA 聚合酶轉(zhuǎn)錄復合物（或答與RNA 聚合酶結(jié)合）

【解析】

基因工程是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向改造生物的遺傳性狀。基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)�入受體細胞、目的基因的檢測與鑒定四個步驟。基因工程在作物育種、藥物研制、農(nóng)牧業(yè)、環(huán)境保護等方面都有應用。

（1）圖中A過程是以mRNA為模板合成單鏈DNA過程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶；由于正常細胞中不含癌基因，所以將正常細胞轉(zhuǎn)錄成mRNA和肝癌細胞的mRNA逆轉(zhuǎn)錄成的cDNA混合后，含癌基因的cDNA不能形成雜交分子，將未雜交分子回收后，經(jīng)人工合成的雙鏈cDNA中含有癌基因，可用其構(gòu)建基因文庫。

（2）①可利用PCR技術(shù)在體外大量擴增目的基因，PCR技術(shù)的原理是DNA雙鏈復制，而DNA復制為半保留復制。可見，如果開始的OrERF基因只有一個，第n次循環(huán)共形成2n個基因，其中含有最初模板鏈的兩個OrERF基因，各含有一個引物，其余各（2n-2）個OrERF基因均含有兩個引物，因此需要引物[（2n-2）+2]÷2=2n-1對。

②OrERF基因需插入Ti質(zhì)粒的T-DNA片段中的原因是：T-DNA可轉(zhuǎn)移到受體細胞，并整合到受體細胞染色體的DNA上。

③欲獲得抗高鹽的擬南芥植株，在圖中d階段進行植物組織培養(yǎng)時，其培養(yǎng)基中除加入必須的營養(yǎng)物質(zhì)、植物激素（生長素和細胞分裂素）和瓊脂外，還需添加高鹽（高濃度的NaCl）物質(zhì)，以便將抗高鹽的擬南芥植株篩選出來。

（3）分析柱形圖可知：高鹽處理后12小時OrERF基因的表達顯著增加。

（4）由圖可知，轉(zhuǎn)錄因子OrERF通過激活RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄復合物，啟動轉(zhuǎn)錄的過程。