Question

【题目】【生物——选修3：现代生物科技专题】植物的抗旱机制很大程度上依赖植物激素脱落酸。2016年2月，中、美两国科学家宣布发现了PYL9蛋白（脱落酸的一种受体蛋白），利用转基因技术实现了启动子pRD29A控制PYL9过量表达，让水稻自身产生大量PYL9蛋白，显著提高了其抗旱性。请回答：

（1）已知PYL9蛋白的氨基酸序列，培育转基因抗旱水稻可用_____________法来获得PYL9基因。

（2）一个PYL9基因进行扩增最简便的方法是使用_______技术，如果这个过程中消耗了引物62个，则进行了______轮的DNA复制。

（3）科学家通过农杆菌转化法成功培育了该转基因水稻。构建的基因表达载体上除了图示标注外，还必须含有_____________________ ，所填充的这些序列________ (需要/不需要)全部转入到农杆菌Ti质粒的T－DNA区域。

（4）导入目的基因的重组细胞可通过_________________技术培育成完整植株。

（5）检测水稻细胞是否含有PYL9基因的分子工具是______________。从个体水平上检测转基因水稻是否有抗性及抗性程度的方法是________________。

Answer 1

【答案】 人工合成 PCR 5 启动子pRD29A、PYL9基因、终止子 需要 植物组织培养 DNA分子探针/基因探针 转基因水稻植株分别种植在干旱程度（或含水量）不同的田地里（观察其生长状况以检测其是否有抗性及抗性程度）

【解析】试题分析：PCR技术扩增目的基因的原理是DNA双链复制，具体过程:①加热至℃DNA解链；②冷却到℃,引物结合到互补DNA链；③加热至℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。

（1）在已知PYL9蛋白的氨基酸序列,可以推测基因的脱氧核苷酸序列,因此培育转基因抗旱水稻可用人工合成方法来获得目的基因。

（2）一个PYL9基因进行扩增最简便的方法是使用PCR技术。第一轮：1个DNA含2条脱氧核苷酸链复制得2个DNA 4条脱氧核苷酸链消耗2个引物；第二轮：2个DNA含4条脱氧核苷酸链复制得4个DNA 8条脱氧核苷酸链消耗2 (22-2) +2=6个引物；第三轮：22个DNA含8条脱氧核苷酸链复制得23个DNA 16条脱氧核苷酸链消耗2 (23-2) +2=14个引物；第四轮：23个DNA含16条脱氧核苷酸链复制得24个DNA 32条脱氧核苷酸链消耗2 (24-2) +2=30个引物；第五轮：24个DNA含32条脱氧核苷酸链复制得25个DNA 4条脱氧核苷酸链消耗2 (25-2) +2=62个引物。

（3）基因表达载体的组成包括目的基因（PYL9基因)、标记基因、复制原点、启动子pRD29A和终止子等。科学家通过农杆菌转化法成功培育了该转基因水稻。需要将目的基因转入到农杆菌Ti质粒的T-DNA区域，之后才可以转移到水稻细胞的染色体上。

（4）导入目的基因的重组细胞培育成完整植株，所用的技术是植物组织培养技术,这一过程体现了植物细胞的全能性。

（5）检测目的基因是否导入受体细胞常用DNA分子杂交技术，该方法常用的分子工具是基因探针；从个体水平上检测转基因水稻是否有抗性及抗性程度的方法是转基因水稻植株分别种植在干旱程度(或含水量)不同的田地里，观察其生长状况以检测其是否有抗性及抗性程度。