Question

【题目】现有的除草剂一般通过抑制叶绿体中与光合作用有关的酶的合成来杀灭杂草。为了提高烟草植物对除草剂的抗性，科学家将EPSPS基因转入烟草的叶绿体中，使烟草植株对除草剂的抗性达5mmol/L，比野生型烟草高10倍。据此回答下列问题：

（1）PCR技术是体外扩增目的基因的常用技术，其扩增目的基因的原理是__________，PCR过程所需的原料是_______________，若将目的基因扩增32倍，则需要经过_______个循环。

（2）PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比主要有两点不同，分别是______________________________。

（3）欲获得能稳定遗传的抗除草剂转基因烟草，则至少需要导入________个EPSPS基因，并且要将EPSPS基因导入到________________（填“一条染色体上”、“一对同源染色体上”或“非同源染色体上”）。

（4）叶绿体基因工程能避免传统基因工程所带来的基因污染，其原因是___________________________。

Answer 1

【答案】 DNA双链复制 四种游离的脱氧核苷酸 5 PCR过程需要人工合成的单链DNA或RNA作为引物、PCR过程中DNA的解旋是通过控制反应温度来实现 2 一对同源染色体上 叶绿体基因组不会进入花粉中，随花粉扩散

【解析】试题分析：PCR技术：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术；原理及原料——DNA的双链复制、四种游离的脱氧核苷酸；前提条件——要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成两种引物；过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶。高温条件下氢键可自动解开。结果——将目的基因以2n形式扩增，n为扩增次数。

(1)PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术,原理是DNA的双链复制；DNA的基本单位是四种脱氧核苷酸，故所需的原料是四种游离的脱氧核苷酸；PCR技术的结果是将目的基因以2n形式扩增，n为扩增次数，若将目的基因扩增32倍，则2n=32，n=5。

(2)PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比，PCR过程需要人工合成的单链DNA或RNA作为引物而体内复制不需要；体内复制需要解旋酶，而PCR技术是热变性原理,DNA的解旋是通过控制反应温度来实现。

(3)能稳定遗传的抗除草剂转基因烟草为纯合子如AA等，而AA是位于一对同源染色体上的相同的基因，则需要将至少2个EPSPS基因导入烟草细胞，并且要将EPSPS基因导入到一对同源染色体上。

(4)叶绿体基因为细胞质基因，具有母系遗传的特点，不会进入花粉中，随花粉扩散而带来的基因污染。