Question

【题目】大约有超过1/3的非洲人靠木薯获取超过一半的热量，然而以木薯为主食会营养不均衡，铁和锌的缺乏在非洲非常常见，严重影响了人体的健康。科学家从植物拟南芥中获得IRTⅠ基因（编码铁转运蛋白）和FERⅠ基因（编码铁储存蛋白），从而获得铁、锌含量高的木薯。回答下列问题：

（1）从拟南芥细胞中获得IRT1基因的mRNA得到cDNA，依据的原理是_________，该cDNA不包括基因中的_________部分。

（2）基因表达载体的构建是基因工程的核心，构建成的基因表达载体中，IRT1基因和FERI基因的首端，需加上_______（填“拟南芥”或“木薯”）细胞中能表达基因的启动子。标记基因的作用是____________。

（3）将目的基因导入木薯细胞中采用最多的是______法，生产实践发现，损伤的木薯植物更容易被转化，原因是_________。带有目的基因的细胞经过__________技术培育成转基因植物。

（4）IRTI基因和FERⅠ基因已经整合到基因组中的转基因植株内，但运输铁的能力没有提高，根据中心法则的内容分析，最可能的原因是___________。

Answer 1

【答案】在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对原则可以合成cDNA 启动子和内含子 木薯 鉴别和筛选出含有目的基因的细胞 农杆菌转化 伤口处细胞分泌的酚类化合物，利于农杆菌的侵染 植物组织培养 IRT1基因未表达（未转录或未翻译）

【解析】

基因工程技术的基本步骤：

（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。

（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。

（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。

（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因，DNA分子杂交技术； ②检测目的基因是否转录出了mRNA，分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质，抗原抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

（1）在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对原则可以合成cDNA，从而以拟南芥细胞中获得IRT1基因的mRNA，逆转录得到cDNA，但是cDNA不包括基因中的启动子和内含子。

（2）从拟南芥中获得得IRT1基因和FER1基因是逆转录出来得cDNA，而后导入到木薯细胞中，所以需要加上木薯细胞中能表达基因的启动子。标记基因的作用是鉴别和筛选出含有目的基因的细胞。

（3）基因工程中导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化，生产实践发现，损伤的木薯植物更容易被转化，原因是伤口处细胞分泌的酚类化合物，利于农杆菌的侵染。带有目的基因的细胞经过植物组织培养技术培育成转基因植物。

（4）IRT1基因和FER1基因已经整合到基因组中的转基因植株内，但运输铁的能力没有提高，所以最可能的原因是IRT1基因未成功表达。