Question

5．如圖為轉(zhuǎn)基因抗病毒馬鈴薯培育過程圖，請據(jù)圖回答有關(guān)問題：

（1）PCR技術(shù)利用的基本原理是DNA雙鏈復(fù)制．利用該技術(shù)擴增目標(biāo)DNA片段（子鏈的延伸方向從5′→3′），應(yīng)選擇圖中的引物引物B和引物E（填字母）與模板DNA結(jié)合．
（2）PCR體系經(jīng)過n次循環(huán)可使DNA得到約2ⁿ倍擴增．若反應(yīng)體系加入m條靶DNA，經(jīng)3次循環(huán)后圖中所示目標(biāo)DNA片段所占的比例$\frac{1}{4}$．
（3）在構(gòu)建基因表達(dá)載體時，常用兩種不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，獲得不同的黏性末端，其主要目的是防止目的基因和質(zhì)粒自環(huán)．
（4）重組細(xì)胞經(jīng)過G、H過程成功地培育出了轉(zhuǎn)基因抗病毒馬鈴薯植株，此過程涉及的細(xì)胞工程技術(shù)是植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該技術(shù)廣泛應(yīng)用于基因工程育種、單倍體育種等育種過程．
（5）研究表明，轉(zhuǎn)基因植物可以通過花粉將外源基因擴散到其他植物，從而對生態(tài)環(huán)境造成潛在的危害．因此，科學(xué)家設(shè)法將目的基因整合到受體細(xì)胞的葉綠體（填“細(xì)胞核”或“葉綠體”）基因組中，以防止目的基因通過花粉向其他植物擴散．

Answer 1

分析 1、采用PCR技術(shù)擴增DNA的過程為：變性、退火、延伸．根據(jù)PCR過程的特點繪制PCR過程示意圖如圖所示：

2、植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅應(yīng)用于花卉、果樹的快速、大量繁殖以及脫毒植株的獲取，還廣泛用于植物體細(xì)胞雜交育種、基因工程育種、單倍體育種等育種過程中．
3、花粉中含有精子，幾乎不含細(xì)胞質(zhì)，而受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞，所以科學(xué)家設(shè)法將目的基因整合到受體細(xì)胞的葉綠體基因組中后，就不會通過花粉轉(zhuǎn)移到自然界中的其他植物．

解答 解：（1）PCR技術(shù)擴增目的基因的原理：DNA雙鏈復(fù)制．引物是一小段單鏈DNA，引物5′端的堿基可以與DNA兩條鏈的3′端的堿基進(jìn)行堿基互補配對，可作為DNA復(fù)制的起始點．子鏈的延伸方向從5′→3′，DNA聚合酶從引物的3′端的開始延伸DNA鏈．因此要擴增目的基因．應(yīng)選用如圖中的B和E作為引物．
（2）由圖分析可知
目標(biāo)DNA片段第一次復(fù)制得到兩個兩種：①和②；
目標(biāo)DNA片段第二次復(fù)制得到四個四種：①復(fù)制得①和③、②復(fù)制得②和④；
目標(biāo)DNA片段第三次復(fù)制得到八個五種：①復(fù)制得①和③、③復(fù)制得③和⑤、②復(fù)制得②和④、④復(fù)制得④和⑤．共有2個⑤
即經(jīng)3次循環(huán)后圖中所示目標(biāo)DNA片段所占的比例$\frac{2}{8}=\frac{1}{4}$．
（3）用兩種酶切出目的基因和質(zhì)粒來，可以防止目的基因和質(zhì)粒自環(huán)．
（4）重組細(xì)胞經(jīng)過G、H過程成功地培育出了轉(zhuǎn)基因抗病毒馬鈴薯植株，此過程涉及的細(xì)胞工程技術(shù)是植物組織培養(yǎng)．植物組織培養(yǎng)技術(shù)廣泛用于植物體細(xì)胞雜交育種、基因工程育種、單倍體育種等育種過程中．
（5）花粉中含有精子，幾乎不含細(xì)胞質(zhì)，而受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞，所以科學(xué)家設(shè)法將目的基因整合到受體細(xì)胞的葉綠體基因組中后，就不會通過花粉轉(zhuǎn)移到自然界中的其他植物．
故答案為：
（1）DNA雙鏈復(fù)制     引物B和引物E
（2）$\frac{1}{4}$
（3）防止目的基因和質(zhì)粒自環(huán)
（4）植物組織培養(yǎng)技術(shù)     基因工程育種、單倍體育種
（5）葉綠體

點評 本題結(jié)合PCR過程和基因工程育種的示意圖，考查PCR技術(shù)、DNA分子復(fù)制、基因工程等知識，要求考生識記PCR技術(shù)的過程及原理，能分析題圖提取有效信息答題；掌握DNA分子半保留復(fù)制特點，能進(jìn)行簡單的計算；能根據(jù)題干信息，歸納出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用．