高中 | 第1节 重组DNA技术的基本工具 题目答案及解析
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选择性必修三 生物技术与工程
第三章 基因工程
第1节 重组DNA技术的基本工具
阅读下面的材料，完成（$\rm 1$）~（$\rm 4$）题。
转基因产品已经越来越多地进入了人们的生活。$\rm 2020$年$\rm 7$月，两种国产转基因农作物获得生物安全证书。这是近十年来第二批获得生物安全证书的国产转基因作物，一种是转$\rm epsps$和$\rm pat$基因抗除草剂玉米（$\rm DBN9858$），另一种是转基因抗除草剂大豆。我国是农业大国，对转基因农作物的管理非常严格。根据我国法规，除需对国产转基因农作物进行检测外，进出境的所有农产品均需进行转基因成分的检测。
对转基因植物产品的检测方法，目前主要有两类：一类是以导入外源基因的特定$\rm DNA$序列为检测对象；另一类则是以外源基因表达的蛋白质为检测对象。通常被检测的特定$\rm DNA$序列包括两类：一类是非目的基因序列，主要为载体上通常具有的各种组成元件；另一类被检测的则是目的基因序列本身。
基因芯片技术是一种能有效地对转基因作物进行检测的新技术。以对$\rm DBN9858$的检测为例，第一步，针对待测的特定$\rm DNA$片段设计引物，扩增出的特定$\rm DNA$片段带上标记制成探针，经变性后通过芯片点样仪固定到杂交膜上，再经过一定的处理，便得到可用于检测的$\rm DNA$芯片（如图$\rm 1$）；第二步，从待测植物中提取$\rm DNA$作为模板，加入引物进行扩增；第三步，将扩增产物经过变性处理后铺于芯片表面，放入杂交盒中，在适宜条件下进行杂交；第四步，待反应结束后，对芯片进行清洗等处理，用仪器检测芯片上的杂交结果。利用基因芯片可以实现一次性高通量快速检测，是一种具有良好发展前景的检测手段。
利用基因芯片可检测特定$\rm DNA$序列依据的是 原则。对$\rm DBN9858$进行检测的基因芯片的阵列设计为：第$\rm 1$列为空白对照，第$\rm 2$列固定玉米植株的内源基因作为阳性对照，第$\rm 3$列固定与玉米$\rm DNA$序列高度 （填“同源”或“非同源”）的$\rm DNA$片段作为阴性对照，第$\rm 4$~$\rm 6$列可分别固定 、 、 进行检测，每列重复多次以保证结果的准确性。
利用基因芯片可检测特定$\rm DNA$序列依据的是碱基互补配对原则。$\rm DBN9858$是一种转$\rm epsps$和$\rm pat$基因抗除草剂玉米，对$\rm DBN9858$进行基因检测时，需要设置不含$\rm epsps$和$\rm pat$基因的对照组，由于启动子可调控$\rm epsps$和$\rm pat$基因的表达，故启动子的序列也需要检测，因此基因芯片的阵列设计为：第$\rm 1$列为空白对照，第$\rm 2$列固定玉米植株的内源基因作为阳性对照，第$\rm 3$列固定与玉米$\rm DNA$序列高度非同源的$\rm DNA$片段作为阴性对照，第$\rm 4$~$\rm 6$列可分别固定$\rm epsps$基因、$\rm pat$基因、启动子（或终止子、标记基因）进行检测，每列重复多次以保证结果的准确性。
制备探针可采用缺口平移法（如图$\rm 2$），即先利用$\rm DNA$酶使$\rm DNA$分子上产生 （填“单链”或“双链”）缺口，再利用$\rm DNA$聚合酶具有的核酸外切酶活性和聚合酶活性，在缺口处的$\rm 5$'末端每切除一个脱氧核苷酸，同时在$\rm 3$'末端添加一个 的脱氧核苷酸，最终制成所需探针。
据图可知，利用$\rm DNA$酶可使$\rm DNA$分子上产生单链缺口，再利用$\rm DNA$聚合酶具有的核酸外切酶活性和聚合酶活性，在缺口处的$\rm 5$'末端每切除一个脱氧核苷酸，同时在$\rm 3$'末端添加一个带标记的脱氧核苷酸，最终制成所需带标记的探针。
若该基因芯片检测有效，转基因玉米$\rm DBN9858$的样本在芯片的第 列上均应出现检测信号，非转基因玉米则应在第 列上出现检测信号。若该基因芯片准备商品化，你认为还应该在哪些方面进一步改进? （至少一点）
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提高检测灵敏度、稳定性；增加可检测$\\rm DNA$序列种类，提高通用性；改进技术简化检测过程、提高自动化水平等
"]]若该基因芯片检测有效，则转基因玉米$\rm DBN9858$的样本含有玉米植株的内源基因、$\rm epsps$和$\rm pat$基因和启动子序列，故在芯片的第$\rm 2$、$\rm 4$、$\rm 5$、$\rm 6$列上均应出现检测信号，而非转基因玉米只含普通玉米的内源基因，则应在第$\rm 2$列上出现检测信号。若该基因芯片准备商品化，还需要提高检测灵敏度、稳定性；增加可检测$\rm DNA$序列种类，提高通用性；改进技术简化检测过程、提高自动化水平等。
除了基因检测，还可以采用 方法检测农产品中的蛋白质。对转基因农产品进行检测时，常常会出现假阳性或假阴性的结果，下列分析合理的是 。
$\rm A$．某些检测成分在植物中天然存在，导致检测出现假阳性结果
$\rm B$．$\rm PCR$引物设计复杂，若引物间发生结合，会出现假阳性结果
$\rm C$．转基因产品中外源基因表达产物在细胞中被加工、修饰，难以检测，出现假阴性结果
$\rm D$．转基因作物中的外源成分含量低、在加工过程中易变性，导致出现假阴性结果
检测基因表达的产物蛋白质还可以用抗原$\rm -$抗体杂交技术。
$\rm A$、某些检测成分在植物中天然存在，会导致抗原$\rm -$抗体检测出现假阳性结果，$\rm A$正确；
$\rm B$、$\rm PCR$引物间若发生结合，会导致$\rm PCR$复制过程不能进行，不会出现假阳性结果，$\rm B$错误；
$\rm C$、转基因产品中外源基因表达产物在细胞中被加工、修饰，则导致抗原与外源基因表达产物不能结合，难以检测，从而出现假阴性结果，$\rm C$正确；
$\rm D$、转基因作物中的外源成分含量低、在加工过程中易变性，导致抗原与外源基因表达产物不能识别，从而出现假阴性结果，$\rm D$正确。
故选：$\rm ACD$。
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