题目内容
【题目】大约有超过1/3的非洲人靠木薯获取超过一半的热量,然而以木薯为主食会营养不均衡,铁和锌的缺乏在非洲非常常见,严重影响了人体的健康。科学家从植物拟南芥中获得IRTⅠ基因(编码铁转运蛋白)和FERⅠ基因(编码铁储存蛋白),从而获得铁、锌含量高的木薯。回答下列问题:
(1)从拟南芥细胞中获得IRT1基因的mRNA得到cDNA,依据的原理是_________,该cDNA不包括基因中的_________部分。
(2)基因表达载体的构建是基因工程的核心,构建成的基因表达载体中,IRT1基因和FERI基因的首端,需加上_______(填“拟南芥”或“木薯”)细胞中能表达基因的启动子。标记基因的作用是____________。
(3)将目的基因导入木薯细胞中采用最多的是______法,生产实践发现,损伤的木薯植物更容易被转化,原因是_________。带有目的基因的细胞经过__________技术培育成转基因植物。
(4)IRTI基因和FERⅠ基因已经整合到基因组中的转基因植株内,但运输铁的能力没有提高,根据中心法则的内容分析,最可能的原因是___________。
【答案】在逆转录酶的作用下,以mRNA为模板按照碱基互补配对原则可以合成cDNA 启动子和内含子 木薯 鉴别和筛选出含有目的基因的细胞 农杆菌转化 伤口处细胞分泌的酚类化合物,利于农杆菌的侵染 植物组织培养 IRT1基因未表达(未转录或未翻译)
【解析】
基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因,DNA分子杂交技术; ②检测目的基因是否转录出了mRNA,分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质,抗原抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
(1)在逆转录酶的作用下,以mRNA为模板按照碱基互补配对原则可以合成cDNA,从而以拟南芥细胞中获得IRT1基因的mRNA,逆转录得到cDNA,但是cDNA不包括基因中的启动子和内含子。
(2)从拟南芥中获得得IRT1基因和FER1基因是逆转录出来得cDNA,而后导入到木薯细胞中,所以需要加上木薯细胞中能表达基因的启动子。标记基因的作用是鉴别和筛选出含有目的基因的细胞。
(3)基因工程中导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化,生产实践发现,损伤的木薯植物更容易被转化,原因是伤口处细胞分泌的酚类化合物,利于农杆菌的侵染。带有目的基因的细胞经过植物组织培养技术培育成转基因植物。
(4)IRT1基因和FER1基因已经整合到基因组中的转基因植株内,但运输铁的能力没有提高,所以最可能的原因是IRT1基因未成功表达。