Question

4．馬鈴薯是世界上僅次于小麥、水稻、玉米的第四大糧食作物，目前廣泛種植于世界各地．由馬鈴薯Y病毒（PVY）等引起的病毒性退化導致世界馬鈴薯產量每年至少減產20%．研究表明，表達病毒外殼蛋白基因（PVY-CP）的轉基因馬鈴薯能顯著延緩病害癥狀的發展和危害程度．目前，該轉基因抗病毒馬鈴薯已經在云南試種成功．請回答下列問題：
（1）PVY-CP在基因工程中稱為目的基因．在基因表達載體中，除了要有PVY-CP外，還必須有啟動子、終止子和標記基因．將PVY-CP導入馬鈴薯細胞采用最多的方法是農桿菌轉化法．
（2）取40株擴繁后的轉基因馬鈴薯作為實驗組，另取40株非轉基因馬鈴薯作為對照組，種植于相同且適宜的條件下，接種PVY病毒，觀察發病情況，以確定轉基因馬鈴薯是否具有抗性以及抗性的程度．
（3）成功獲得抗PVY馬鈴薯后，可采用植物細胞工程進行大批量繁育，其理論依據是植物細胞全能性；一些分化的馬鈴薯細胞，經過激素的誘導，可以脫分化形成具有分生能力的薄壁細胞，進而形成愈傷組織，再進一步培養成植株．

Answer 1

分析 （1）基因工程的三個工具：限制酶、DNA連接酶、運載體．
（2）四個步驟：
①目的基因的獲取：常用的方法有從基因文庫中獲取、逆轉錄法、PCR技術擴增、化學合成法等．
②基因表達載體的構建：常用同種限制酶切割運載體和目的基因之后，用DNA連接酶連接．
③將目的基因導入受體細胞：植物細胞常用的有農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法；動物常用顯微注射法；微生物常用鈣離子處理法．
④目的基因的檢測與表達：分子水平的檢測有DNA分子雜交技術檢測目的基因存在、分子雜交技術檢測是否轉錄、抗原抗體雜交技術檢測基因是否表達，還有個體水平的檢測等．

解答 解：（1）PVY-CP在基因工程為目的基因；基因表達載體的組成包括PVY-CP（目的基因）、啟動子、終止子和標記基因．將PVY-CP導入馬鈴薯細胞（植物）常用農桿菌轉化法．
（2）根據實驗的對照性原則和單一變量原則，取40株擴繁后的轉基因馬鈴薯作為實驗組，則再取40株非轉基因馬鈴薯作為對照組，種植于相同且適宜的條件下，接種PVY病毒，觀察發病情況，以確定轉基因馬鈴薯是否具有抗性以及抗性的程度．
（3）成功獲得抗PVY馬鈴薯后，可采用植物細胞工程中的植物組織培養技術進行大批量繁育，其原理是植物細胞的全能性；高度分化的植物細胞經過激素的誘導，可以脫分化形成具有分生能力的薄壁細胞，進而形成愈傷組織，再分化形成胚狀體，再進一步培養成植株．
故答案為：
（1）目的基因　標記基因　農桿菌轉化法
（2）非轉基因馬鈴薯　PVY病毒
（3）植物細胞全能性　脫分化　愈傷組織

點評 本題主要考查與基因工程相關的知識，要求考生能夠識記基因工程的操作程序，掌握基因組文庫和部分基因文庫的區別；識記目的基因的檢測與表達的方法等，再根據所學知識進行相關判斷．