题目内容
【题目】Bt基因即苏云金芽胞杆菌基因,因其表达产物Bt毒蛋白具有杀虫效果好、安全、高效等优点而成为应用最为广泛的转杀虫基因。下图为培育转Bt基因抗虫棉幼苗的基本操作过程,请分析回答:
(1)Bt基因可从构建的Bt基因组文库中获取,也可以从其cDNA文库中获取。从前者获取的Bt基因_______ ,(含有/不含有)启动子。
(2)若利用PCR技术从cDNA文库中获取Bt基因(基因序列未知),需根据Bt蛋白中的氨基酸序列设计引物,引物的序列可以有多种,原因是_____________________________ 。在PCR体系中需加入其中的_______(全部/任意1种/其中2种)引物。若Bt基因序列已知,则引物的序列通常为_______种。
(3)在构建基因表达载体的过程中,为了方便筛选含有目的基因的细胞,作为运载体的Ti质粒应含有_______,Ti质粒中能帮助目的基因整合到宿主细胞染色体上的序列称为_______ 。
【答案】含有 一种氨基酸可能有多种密码子,对应生物DNA碱基序列就会有多种 全部 2 标记基因 T-DNA(可转移DNA)
【解析】
1、基因工程的基本操作流程:获取目的基因→构建表达载体→导入受体细胞→得到转基因生物→目的基因检测与鉴定
2、两种基因文库的主要区别:
文库类型 | cDNA文库 | 基因组文库 |
文库大小 | 小 | 大 |
基因中启动子(具有启动作用的DNA片段) | 无 | 有 |
基因中内含子(位于编码蛋白质序列内的非编码DNA片段) | 无 | 有 |
基因多少 | 某种生物的部分基因 | 某种生物的全部基因 |
物种间的基因交流 | 可以 | 部分基因可以 |
(1)某种生物的基因组文库包含了这种生物的所有基因。因此,从Bt基因组文库中获取的Bt基因含有启动子。
(2)根据Bt蛋白中的氨基酸序列设计引物,首先要根据基因表达过程推知基因的碱基序列。由于一种氨基酸可能有多种密码子,对应生物DNA碱基序列就会有多种。因此,根据Bt蛋白中的氨基酸序列设计的引物序列会有多种。多种引物中只有两种引物与单链相应互补序列结合,因此,若基因序列未知,在PCR体系中需加入其中的全部引物;若基因序列已知,则通常每条单链对应一种引物,引物的序列为2种。
(3)一个基因表达载体包含目的基因、启动子、终止子、标记基因等,标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的受体细胞筛选出来。因此在构建基因表达载体的过程中,为了方便筛选含有目的基因的细胞,作为运载体的Ti质粒应含有标记基因。农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA(可转移的DNA)可帮助目的基因整合到宿主细胞染色体上。
【题目】已知某二倍体昆虫的性别决定方式为XY型,分析并回答下列问题:
(1)该昆虫某一正在分裂的细胞中含有2条Y染色体,则此细胞处于____________期,此时细胞中含有____个染色体组。
(2)该昆虫的灰身与黑身、红眼与紫红眼分别由基因B(b)、D(d)控制。与雄虫不同,雌虫均为黑身。为研究其遗传机制,选取两亲代雌雄个体随机交配,其后代表现情况如下表:
亲代 | F1表现型及数量 | ||||
灰身紫红眼 | 灰身红眼 | 黑身紫红眼 | 黑身红眼 | ||
雌性 | 黑身紫红眼 | 192 | 95 | ||
雄性 | 灰身紫红眼 | 143 | 72 | 49 | 24 |
①灰身与黑身中,显性性状为________。
②F1黑身紫红眼雄性个体的基因型为________,让其与亲代雌性个体回交,理论上,其子代黑身红眼个体中杂合子比例为________。
③请用遗传图解表示上述回交实验。_______
【题目】Bt 毒素是由苏云金芽胞杆菌产生的一种毒蛋白,对多种昆虫具有较强的杀伤力,而对人和其它脊椎动物没有毒性。
(1)以Bt毒蛋白为有效成分的农药长期使用,会导致害虫种群____,使药效减弱直至丧失,无法在生产中继续使用。
(2)以家蚕为材料,研究昆虫抗药性遗传特性。测定生命力大致相同的多品种家蚕幼虫致死50%的Bt浓度(LC50),结果如下:
家蚕品种 | A | B | C | D | E | F | G | H |
LC50(mg/L) | 59.4 | 37.5 | 94.2 | 118.6 | 118.6 | 118.7 | 129.0 | >375 |
①研究人员欲选择敏感型和抗药型家蚕为亲本进行杂交实验,据上表结果,最好选择家蚕品种是_______。
②杂交实验及结果如下表:
亲本 | 实验一 ♀抗药型×♂敏感型 | 实验二 ♀敏感型×♂抗药型 | 实验三 实验一的F1×抗药型 | 实验四 实验二F1×敏感型 | 实验五 实验一F1自交 | 实验六 实验二F1自交 | |
子代 | 抗药型 | 0 | 0 | 67 | 0 | 37 | 34 |
敏感型 | 80 | 80 | 83 | 150 | 113 | 116 |
实验一和实验二的结果表明,家蚕抗药型是由位于_____染色体上的_____性基因控制的;实验___ 的结果表明,F1产生两种配子且比例为1:1
(3)Bt毒蛋白与家蚕幼虫的中肠细胞特异性受体结合,使细胞膜穿孔,细胞裂解,幼虫死亡。为从分子水平上阐明家蚕产生抗药性的原因,研究人员从实验一亲本_____细胞中提取总RNA,获取cDNA,测定亲本受体基因碱基序列如图。
起始密码子 | 终止密码子 | 酪氨酸密码子 |
AUG/GUG | UAA/UAG | UAU/UAC |
从分子水平推测家蚕抗药性产生的原因____________________________
(4)依据Bt受体基因设计的靶向sgRNA,可以与限制酶Cas9结合,定点切除受体基因的39个核苷酸。sgRNA 和 Cas9 mRNA 的混合物注射到______型家蚕受精卵中,若其发育成的家蚕幼虫表现为________,则进一步证明上述推测成立。
(5)基因编辑技术能精确靶向修饰生物体基因组特定位点,人为改造生物体的遗传信息。请从利弊两方面说明该技术的应用是一把“双刃剑”__________