Question

【題目】Ⅰ．為研究肝癌致病機理，利用下圖所示方法和基因工程獲取相關癌基因以進一步研究。

（1）上圖中，A過程需要用__________酶，D過程需要回收__________（未雜交/雜交分子）的含32P的cDNA單鏈，繼而通過人工合成，獲得__________，并用其構建基因文庫。

Ⅱ．某些植物在進化過程中已經形成抵抗干旱、低溫和高鹽等逆境的調控機制，感受并響應各種外界刺激。轉錄因子OrERF是一類蛋白質，在植物抵抗逆境時發揮重要作用。科研人員對水稻OrERF基因進行系列研究。

（2）科研人員欲將水稻OrER基因導入擬南芥體內，獲得抗逆性強的植株，設計的實驗方案如下圖：

①可利用__________技術獲得并擴增此基因。如果開始的OrERF基因只有一個，第n次循環需要引物__________對。

②OrERF基因需插入Ti質粒的T-DNA片段中，原因是____________________。

③上圖中d階段需要應用__________技術，為提高實驗的成功率，其培養基中除加入必須的營養物質、植物激素和瓊脂外，還需添加____________________。

（3）實驗檢測某轉基因擬南芥植株中OrERF基因在高鹽條件下的表達水平，結果如右圖。實驗結果表明，高鹽處理后___________小時OrERF基因的表達顯著增加。

（4）植物感受外界干旱、高鹽、低溫等信號，通過一系列信息傳遞合成轉錄因子。轉錄因子OrERF對下游基因調節過程如圖，其通過__________，啟動轉錄的過程。最后通過基因產物的作用對外界信號在生理生化等方面作出適合的調節反應。

Answer 1

【答案】逆轉錄 未雜交 雙鏈cDNA PCR 2n-1 T-DNA可轉移到受體細胞，并整合到受體細胞染色體的DNA上 植物組織培養 高鹽（高濃度NaCl） 12 激活RNA 聚合酶轉錄復合物（或答與RNA 聚合酶結合）

【解析】

基因工程是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向改造生物的遺傳性狀�；�因工程的基本操作程序主要包括目的基因的獲取、基因表達載體的構建、將目的基因導入受體細胞、目的基因的檢測與鑒定四個步驟�；�因工程在作物育種、藥物研制、農牧業、環境保護等方面都有應用。

（1）圖中A過程是以mRNA為模板合成單鏈DNA過程，需要逆轉錄酶；由于正常細胞中不含癌基因，所以將正常細胞轉錄成mRNA和肝癌細胞的mRNA逆轉錄成的cDNA混合后，含癌基因的cDNA不能形成雜交分子，將未雜交分子回收后，經人工合成的雙鏈cDNA中含有癌基因，可用其構建基因文庫。

（2）①可利用PCR技術在體外大量擴增目的基因，PCR技術的原理是DNA雙鏈復制，而DNA復制為半保留復制�？梢姡�如果開始的OrERF基因只有一個，第n次循環共形成2n個基因，其中含有最初模板鏈的兩個OrERF基因，各含有一個引物，其余各（2n-2）個OrERF基因均含有兩個引物，因此需要引物[（2n-2）+2]÷2=2n-1對。

②OrERF基因需插入Ti質粒的T-DNA片段中的原因是：T-DNA可轉移到受體細胞，并整合到受體細胞染色體的DNA上。

③欲獲得抗高鹽的擬南芥植株，在圖中d階段進行植物組織培養時，其培養基中除加入必須的營養物質、植物激素（生長素和細胞分裂素）和瓊脂外，還需添加高鹽（高濃度的NaCl）物質，以便將抗高鹽的擬南芥植株篩選出來。

（3）分析柱形圖可知：高鹽處理后12小時OrERF基因的表達顯著增加。

（4）由圖可知，轉錄因子OrERF通過激活RNA聚合酶轉錄復合物，啟動轉錄的過程。