题目内容

【题目】科学家从某细菌中提取抗盐基因,转入烟草并培育成转基因抗盐烟草。下图是转基因抗盐烟草的培育过程,虚线箭头表示转录的方向。请分析回答下列问题:

1)在该过程中,研究人员首先获取了抗盐基因(目的基因),并采用PCR技术(中文名称_____________)对目的基因进行扩增,该技术所用的酶是__酶,引物的设计依据是_____________

2)图中①②过程为防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化,以及提高实验的成功率。应选用_______________两种酶对外源DNA和质粒进行切割。

3)为筛选出成功导入重组质粒的农杆菌,④过程中培养基中需加入_________

4)通过农杆菌转化作用,可以使目的基因进入植物细胞,插入到________________,使其遗传特性得以稳定维持和表达。

5)为了确定抗盐烟草是否培育成功,需要进一步做检测,进行如下图所示的操作。

①使用___________________________作探针进行分子杂交;

②将薄膜曝光在显影胶片上,放射自显影的结果表明____________________,继而对提供该细胞的转基因植株用_____________________的方法从个体水平鉴定烟草植株的耐盐性。

6)将抗盐基因导入烟草细胞内,使烟草植株产生抗盐性状,这种新性状(变异)的来源属于__________________

7)若一个抗盐基因随机整合的一条染色体上,则其自交,子代抗盐与不抗盐个体的比例约为___________

【答案】多聚酶链式反应 Taq 目的基因核苷酸序列 BamHⅠ和Hind M抗生素 植物细胞染色体DNA 放射性同位素标记的抗盐基因(或目的基因) 目的基因成功导入受体细胞 一定浓度的盐水浇灌(栽培于含有一定盐的土壤中,观察该烟草植株的生长状态) 基因重组 31

【解析】

分析题图:图示是转基因抗盐烟草的培育过程,其中①表示含有目的基因的外源DNA分子;②表示质粒;③表示基因表达载体的构建过程;④表示采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞;⑤表示脱分化过程;⑥表示再分化过程。

1)在植物基因工程操作过程中,研究人员首先获取了抗盐基因(目的基因),并可以采用PCR(多聚酶链式反应)技术对目的基因进行扩增,该技术需要的条件有:两种引物、酶(热稳定性的DNA聚合酶或Taq酶)、原料(4种脱氧核苷酸)、模板(目的基因的两条脱氧核苷酸链);引物是依据目的基因核苷酸序列设计的。

2)由图可知,使用Smal酶切割,将会破坏质粒的抗性基因(标记基因),同时也会破坏目的基因片段,因此用图中的质粒和目的基因构建重组DNA分子时,不能使用SmaI酶切割标记基因和外源DNA目的基因中均含有ECoRI酶切位点,用该酶切割,再在DNA连接酶的作用下,可形成3种环状产物,即外源DNA自身连接、质粒自身连接、外源DNA和质粒连接,因此为了防止目的基因的外源DNA片段和质粒自身环化,应选用BamHIHind酶对外源DNA和质粒进行切割,这样使目的基因两端的黏性未端不同,可以防止自身环化。

3)该重组质粒中的标记基因是M抗生素抗性基因,故培养基中需加入M抗生素来筛选出成功导入重组质粒的农杆菌。

4)通过农杆菌转化作用,可以使目的基因插入到植物细胞染色体DNA上,使其遗传特性得以稳定维持和表达。

5)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功,有分子水平的检测,也有个体水平的鉴定。分子水平的检测中,利用放射性同位素标记的抗盐基因(或目的基因)作探针进行分子杂交检测,将薄膜曝光在显影胶片上,图中放射自显影的结果表明目的基因成功导入受体细胞;个体水平上鉴定中,将培育的烟草幼苗栽培于含有一定盐的土壤中(或用一定浓度的盐水浇灌),观察该烟草植株的生长状态。

6)将抗盐基因导入烟草细胞内,使烟草植株产生抗盐性状,这种新性状(变异)的来源转基因技术,转基因技术的原理是基因重组。

7)若一个抗盐基因随机整合的一条染色体上,类似与杂合子,故让其自交,子代抗盐与不抗盐个体的比例约为31

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