Question

【题目】下图是基因工程的基本操作流程图，回答相关的问题。

(1)图中①是用_______切割，②是_______，④是________，⑤是_________。与④相比，cDNA文库的基因中_________ (填“有”或“无”）启动子（具有启动作用的DNA片段），基因的数量_________ (填“多”、“少”或“不变”）。

(2) PCR的原理是_________，需要用的酶是_________。PCR —般要经历三十多次循环，每次循环分为_________三步。利用PCR技术进行扩增目的基因的前提是_________。使用PCR技术，若已知对某双链DNA扩增过程中消耗引物分子62个，则DNA扩增了 _________次。

(3)在“农杆菌转化法”中，运载体是质粒,但最终的受体细胞却不是大肠杆菌和酵母菌，而是不含质粒的双子叶植物和裸子植物的细胞，请问使用农杆菌的原因是_________。

Answer 1

【答案】限制酶 反转录（逆转录） 基因组文库 人工合成 无 少 DNA双链复制 Taq酶（热稳定DNA聚合酶） 变性→复性→延伸 要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物 5 因为农杆菌的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体的DNA上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达

【解析】

分析图示可知，①表示将DNA分子切割形成不同大小的DNA片段。②③表示逆转录形成DNA单链进而形成目的基因的过程。④表示基因组文库，⑤表示用化学方法合成目的基因的过程，⑥表示基因工程的第二步，即基因表达载体的构建过程，⑦表示基因工程的第三步，即将目的基因导入受体细胞的过程。

（1）将DNA切割形成一定范围大小的DNA需使用限制酶。②是以mRNA为模板形成cDNA链的过程，为逆转录过程。基因文库包括基因组文库和cDNA文库，所以④是基因组文库。获取目的基因的方法包括：从基因文库和cDNA文库中获取或人工合成，所以⑤是人工合成。由于cDNA文库中的基因是通过逆转录形成的，只含有某种生物的部分基因，所以与④相比，cDNA文库的基因中无启动子（具有启动作用的DNA片段），基因的数量少。

（2）PCR技术是利用DNA双链复制的原理，由于PCR过程中是通过高温使DNA解旋的，所以该过程使用的酶应为Taq酶（热稳定DNA聚合酶）。PCR —般要经历三十多次循环，每次循环分为变性→复性→延伸三步。利用PCR技术进行扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。由于最初的DNA分子的两条链上不含引物，所以某双链DNA扩增过程中共消耗引物分子62个，说明共合成子代DNA分子（62+2）÷2=32个，所以该DNA扩增了5次。

（3）因为农杆菌的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体的DNA上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达，所以当运载体为质粒时，最终的受体细胞不是大肠杆菌和酵母菌，而是不含质粒的双子叶植物和裸子植物的细胞。