Question

【題目】大約有超過1/3的非洲人靠木薯獲取超過一半的熱量，然而以木薯為主食會營養不均衡，鐵和鋅的缺乏在非洲非常常見，嚴重影響了人體的健康�？茖W家從植物擬南芥中獲得IRTⅠ基因（編碼鐵轉運蛋白）和FERⅠ基因（編碼鐵儲存蛋白），從而獲得鐵、鋅含量高的木薯�；卮鹣铝袉栴}：

（1）從擬南芥細胞中獲得IRT1基因的mRNA得到cDNA，依據的原理是_________，該cDNA不包括基因中的_________部分。

（2）基因表達載體的構建是基因工程的核心，構建成的基因表達載體中，IRT1基因和FERI基因的首端，需加上_______（填“擬南芥”或“木薯”）細胞中能表達基因的啟動子。標記基因的作用是____________。

（3）將目的基因導入木薯細胞中采用最多的是______法，生產實踐發現，損傷的木薯植物更容易被轉化，原因是_________。帶有目的基因的細胞經過__________技術培育成轉基因植物。

（4）IRTI基因和FERⅠ基因已經整合到基因組中的轉基因植株內，但運輸鐵的能力沒有提高，根據中心法則的內容分析，最可能的原因是___________。

Answer 1

【答案】在逆轉錄酶的作用下，以mRNA為模板按照堿基互補配對原則可以合成cDNA 啟動子和內含子 木薯 鑒別和篩選出含有目的基因的細胞 農桿菌轉化 傷口處細胞分泌的酚類化合物，利于農桿菌的侵染 植物組織培養 IRT1基因未表達（未轉錄或未翻譯）

【解析】

基因工程技術的基本步驟：

（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。

（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。

（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法。

（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因，DNA分子雜交技術； ②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA，分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質，抗原抗體雜交技術。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）在逆轉錄酶的作用下，以mRNA為模板按照堿基互補配對原則可以合成cDNA，從而以擬南芥細胞中獲得IRT1基因的mRNA，逆轉錄得到cDNA，但是cDNA不包括基因中的啟動子和內含子。

（2）從擬南芥中獲得得IRT1基因和FER1基因是逆轉錄出來得cDNA，而后導入到木薯細胞中，所以需要加上木薯細胞中能表達基因的啟動子。標記基因的作用是鑒別和篩選出含有目的基因的細胞。

（3）基因工程中導入植物細胞常用的方法是農桿菌轉化，生產實踐發現，損傷的木薯植物更容易被轉化，原因是傷口處細胞分泌的酚類化合物，利于農桿菌的侵染。帶有目的基因的細胞經過植物組織培養技術培育成轉基因植物。

（4）IRT1基因和FER1基因已經整合到基因組中的轉基因植株內，但運輸鐵的能力沒有提高，所以最可能的原因是IRT1基因未成功表達。