Question

4．馬鈴薯是世界上僅次于小麥、水稻、玉米的第四大糧食作物，目前廣泛種植于世界各地．由馬鈴薯Y病毒（PVY）等引起的病毒性退化導(dǎo)致世界馬鈴薯產(chǎn)量每年至少減產(chǎn)20%．研究表明，表達(dá)病毒外殼蛋白基因（PVY-CP）的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯能顯著延緩病害癥狀的發(fā)展和危害程度．目前，該轉(zhuǎn)基因抗病毒馬鈴薯已經(jīng)在云南試種成功．請(qǐng)回答下列問題：
（1）PVY-CP在基因工程中稱為目的基因．在基因表達(dá)載體中，除了要有PVY-CP外，還必須有啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因．將PVY-CP導(dǎo)入馬鈴薯細(xì)胞采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．
（2）取40株擴(kuò)繁后的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯作為實(shí)驗(yàn)組，另取40株非轉(zhuǎn)基因馬鈴薯作為對(duì)照組，種植于相同且適宜的條件下，接種PVY病毒，觀察發(fā)病情況，以確定轉(zhuǎn)基因馬鈴薯是否具有抗性以及抗性的程度．
（3）成功獲得抗PVY馬鈴薯后，可采用植物細(xì)胞工程進(jìn)行大批量繁育，其理論依據(jù)是植物細(xì)胞全能性；一些分化的馬鈴薯細(xì)胞，經(jīng)過激素的誘導(dǎo)，可以脫分化形成具有分生能力的薄壁細(xì)胞，進(jìn)而形成愈傷組織，再進(jìn)一步培養(yǎng)成植株．

Answer 1

分析 （1）基因工程的三個(gè)工具：限制酶、DNA連接酶、運(yùn)載體．
（2）四個(gè)步驟：
①目的基因的獲取：常用的方法有從基因文庫中獲取、逆轉(zhuǎn)錄法、PCR技術(shù)擴(kuò)增、化學(xué)合成法等．
②基因表達(dá)載體的構(gòu)建：常用同種限制酶切割運(yùn)載體和目的基因之后，用DNA連接酶連接．
③將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：植物細(xì)胞常用的有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法；動(dòng)物常用顯微注射法；微生物常用鈣離子處理法．
④目的基因的檢測(cè)與表達(dá)：分子水平的檢測(cè)有DNA分子雜交技術(shù)檢測(cè)目的基因存在、分子雜交技術(shù)檢測(cè)是否轉(zhuǎn)錄、抗原抗體雜交技術(shù)檢測(cè)基因是否表達(dá)，還有個(gè)體水平的檢測(cè)等．

解答 解：（1）PVY-CP在基因工程為目的基因；基因表達(dá)載體的組成包括PVY-CP（目的基因）、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因．將PVY-CP導(dǎo)入馬鈴薯細(xì)胞（植物）常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的對(duì)照性原則和單一變量原則，取40株擴(kuò)繁后的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯作為實(shí)驗(yàn)組，則再取40株非轉(zhuǎn)基因馬鈴薯作為對(duì)照組，種植于相同且適宜的條件下，接種PVY病毒，觀察發(fā)病情況，以確定轉(zhuǎn)基因馬鈴薯是否具有抗性以及抗性的程度．
（3）成功獲得抗PVY馬鈴薯后，可采用植物細(xì)胞工程中的植物組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行大批量繁育，其原理是植物細(xì)胞的全能性；高度分化的植物細(xì)胞經(jīng)過激素的誘導(dǎo)，可以脫分化形成具有分生能力的薄壁細(xì)胞，進(jìn)而形成愈傷組織，再分化形成胚狀體，再進(jìn)一步培養(yǎng)成植株．
故答案為：
（1）目的基因　標(biāo)記基因　農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法
（2）非轉(zhuǎn)基因馬鈴薯　PVY病毒
（3）植物細(xì)胞全能性　脫分化　愈傷組織

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查與基因工程相關(guān)的知識(shí)，要求考生能夠識(shí)記基因工程的操作程序，掌握基因組文庫和部分基因文庫的區(qū)別；識(shí)記目的基因的檢測(cè)與表達(dá)的方法等，再根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行相關(guān)判斷．