Question

13．研究人員通過利用PCR定點突變技術改造Rubisco酶基因，提高了光合作用過程中Rubisco酶對CO₂的親和力，從而顯著提高了植物的光合作用速率．回答下列問題：
（1）PCR過程所依據(jù)的原理是DNA雙鏈復制，利用PCR技術擴增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物；PCR利用了DNA的熱變性原理，DNA受熱變性后解鏈為單鏈，冷卻使引物與DNA模板鏈結合，然后在熱穩(wěn)定DNA聚合酶（或Taq酶）的催化下進行互補子鏈的合成．細胞內DNA復制時解鏈是在解旋酶的催化下完成的．
（2）cDNA文庫中的Rubisco酶基因不含有（填“含有”或“不含有”）啟動子和內含子．檢測Rubisco酶基因是否轉錄出mRNA采用分子雜交技術．通過對Rubisco酶基因進行改造從而實現(xiàn)對Rubisco酶的改造屬于蛋白質工程．
（3）改造Rubisco酶基因能夠顯著的提高植物的光合作用速率體現(xiàn)了基因通過控制酶的合成來控制代謝過程．進而控制生物體的性狀．

Answer 1

分析 1、cDNA文庫和基因文庫的比較表：

文庫類型	cDNA	基因組文庫
文庫大小	小	大
基因中啟動子	無	有
基因中內含子	無	有
基因多少	某種生物的部分基因	某種生物的全部基因
物種間的基因交流	可以	部分基因可以

2、PCR技術：
（1）概念：PCR全稱為聚合酶鏈式反應，是一項在生物體外復制特定DNA的核酸合成技術．
（2）原理：DNA復制．
（3）前提條件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一對引物．
（4）條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）
（5）過程：①高溫變性：DNA解旋過程（PCR擴增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動解開）；低溫復性：引物結合到互補鏈DNA上；③中溫延伸：合成子鏈．
3、基因對性狀的控制方式：①基因通過控制酶的合成來影響細胞代謝，進而間接控制生物的性狀，如白化病、豌豆的粒形；②基因通過控制蛋白質分子結構來直接控制性狀，如鐮刀形細胞貧血癥、囊性纖維�。�

解答 解：（1）PCR的原理是DNA雙鏈復制；利用PCR技術擴增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物；PCR利用了DNA的熱變性原理，DNA受熱變性后解鏈為單鏈，冷卻使引物與DNA模板鏈結合，形成局部雙鏈，然后在熱穩(wěn)定DNA聚合酶（或Taq酶）的催化下進行互補子鏈的合成．細胞內DNA復制時解鏈是在解旋酶的催化下完成的．
（2）基因中的啟動子和終止子不能轉錄形成mRNA，因此以mRNA為模板逆轉錄形成的cDNA中不含啟動子和終止子．檢測目的基因是否轉錄出mRNA可采用分子雜交技術；蛋白質工程指以蛋白質的結構規(guī)律及其與生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質進行基因改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需要．因此，通過對Rubisco酶基因進行改造從而實現(xiàn)對Rubisco酶的改造屬于蛋白質工程．
（3）改造Rubisco酶基因，提高了光合作用過程中Rubisco酶對CO₂的親和力，進而提高植物的光合作用速率，這說明基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀．
故答案為：
（1）DNA雙鏈復制       已知目的基因      引物       熱穩(wěn)定DNA聚合酶（或Taq酶）      解旋酶
（2）不含有     分子雜交     蛋白質
（3）酶的合成來控制代謝過程

點評 本題考查基因工程的相關知識，要求考生識記基因工程的原理及操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細節(jié)；識記基因控制性狀的兩種途徑及蛋白質工程的概念，能結合所學的知識準確答題，屬于考綱識記和理解層次考查．