Question

【题目】Ⅰ．为研究肝癌致病机理，利用下图所示方法和基因工程获取相关癌基因以进一步研究。

（1）上图中，A过程需要用__________酶，D过程需要回收__________（未杂交/杂交分子）的含32P的cDNA单链，继而通过人工合成，获得__________，并用其构建基因文库。

Ⅱ．某些植物在进化过程中已经形成抵抗干旱、低温和高盐等逆境的调控机制，感受并响应各种外界刺激。转录因子OrERF是一类蛋白质，在植物抵抗逆境时发挥重要作用。科研人员对水稻OrERF基因进行系列研究。

（2）科研人员欲将水稻OrER基因导入拟南芥体内，获得抗逆性强的植株，设计的实验方案如下图：

①可利用__________技术获得并扩增此基因。如果开始的OrERF基因只有一个，第n次循环需要引物__________对。

②OrERF基因需插入Ti质粒的T-DNA片段中，原因是____________________。

③上图中d阶段需要应用__________技术，为提高实验的成功率，其培养基中除加入必须的营养物质、植物激素和琼脂外，还需添加____________________。

（3）实验检测某转基因拟南芥植株中OrERF基因在高盐条件下的表达水平，结果如右图。实验结果表明，高盐处理后___________小时OrERF基因的表达显著增加。

（4）植物感受外界干旱、高盐、低温等信号，通过一系列信息传递合成转录因子。转录因子OrERF对下游基因调节过程如图，其通过__________，启动转录的过程。最后通过基因产物的作用对外界信号在生理生化等方面作出适合的调节反应。

Answer 1

【答案】逆转录 未杂交 双链cDNA PCR 2n-1 T-DNA可转移到受体细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上 植物组织培养 高盐（高浓度NaCl） 12 激活RNA 聚合酶转录复合物（或答与RNA 聚合酶结合）

【解析】

基因工程是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状。基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定四个步骤。基因工程在作物育种、药物研制、农牧业、环境保护等方面都有应用。

（1）图中A过程是以mRNA为模板合成单链DNA过程，需要逆转录酶；由于正常细胞中不含癌基因，所以将正常细胞转录成mRNA和肝癌细胞的mRNA逆转录成的cDNA混合后，含癌基因的cDNA不能形成杂交分子，将未杂交分子回收后，经人工合成的双链cDNA中含有癌基因，可用其构建基因文库。

（2）①可利用PCR技术在体外大量扩增目的基因，PCR技术的原理是DNA双链复制，而DNA复制为半保留复制。可见，如果开始的OrERF基因只有一个，第n次循环共形成2n个基因，其中含有最初模板链的两个OrERF基因，各含有一个引物，其余各（2n-2）个OrERF基因均含有两个引物，因此需要引物[（2n-2）+2]÷2=2n-1对。

②OrERF基因需插入Ti质粒的T-DNA片段中的原因是：T-DNA可转移到受体细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上。

③欲获得抗高盐的拟南芥植株，在图中d阶段进行植物组织培养时，其培养基中除加入必须的营养物质、植物激素（生长素和细胞分裂素）和琼脂外，还需添加高盐（高浓度的NaCl）物质，以便将抗高盐的拟南芥植株筛选出来。

（3）分析柱形图可知：高盐处理后12小时OrERF基因的表达显著增加。

（4）由图可知，转录因子OrERF通过激活RNA聚合酶转录复合物，启动转录的过程。