题目内容

【题目】2015年,屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法获奖。工业上青蒿素一般从青蒿植株中提取,产量低,价格高。基因工程及细胞工程等为培育出高青蒿素含量的青蒿提供了思路。科学家先通过紫外线处理大量青蒿幼苗后,偶然发现一株高产植株。通过基因测序发现该高产植株控制青蒿素合成相关的一种关键酶的基因发生了突变。

(1)提取了高产植株的全部DNA后,要想快速大量获得该突变基因可以采用PCR技术,该技术的原理是 。

(2)如果用青蒿某个时期mRNA反转录产生的双链cDNA片段,用该双链cDNA进行PCR扩增,进行了30个循环后,理论上可以产生约为__________个DNA分子,该双链与载体连接后储存在一个受体菌群中,这个受体菌群就叫做青蒿的________________,获得的cDNA与青蒿细胞中该基因碱基序列___________(填“相同”或“不同”)。

(3)将获得的突变基因导入普通青蒿之前,先构建基因表达载体,图l、2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题:

用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,不能使用SmaⅠ切割,原因是___________ ,构建好的重组质粒在其目的基因前要加上特殊的启动子,启动子是__________识别结合位点。

(4)检测目的基因是否表达出相应蛋白质,应采取 技术。目的基因导入组织细胞后,通过 技术培育出青蒿幼苗。

【答案】

(1)DNA双链复制

(2)230 cDNA文库(或部分基因文库) 不同

(3)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因及外源DNA中的目的基因(答对一个即得分) RNA聚合酶

(4)抗原-抗体杂交技术 植物组织培养

【解析】

(1)PCR扩增原理是DNA双链复制。

(2)DNA复制是指数级增加的,扩增了30次,理论上应有230个DNA分子。该双链与载体连接后储存在一个受体菌群中,这个受体菌群就叫做青蒿的cDNA文库。获得的cDNA与青蒿细胞中该基因碱基序列不同,因为cDNA文库中没有基因的内含子。

(3)由图分析可知用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,不能使用SmaⅠ切割,因为SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因及外源DNA中的目的基因。启动子是RNA聚合酶的识别和结合位点,是一段特殊的DNA序列。

(4)检测目的基因是否表达出相应蛋白质,应采取抗原-抗体杂交技术。目的基因导入组织细胞后应通过植物组织培养技术培养出青蒿幼苗,利用的原理是植物细胞的全能性。

练习册系列答案
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【题目】科学家尝试使用Cre/loxP位点特异性重组系统,在检测目的基因导入成功后,删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因。其技术过程如下(图中的■代表基因前的启动子),据图回答下列问题:

(1)loxP是一种只有34个碱基对构成的小型DNA片段,是有两个13个碱基对反向重复序列和中间间隔的8个碱基对序列共同组成,自身不会表达,插入质粒后也不影响原有基因的表达,其碱基序列如下:

Cre酶能特异性地识别此序列并在箭头处切开loxP,其功能类似于基因工程中的________酶。从遗传学角度分析,Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的________。

(2)将重组质粒导入到植物细胞中最常用的方法是________________。作为标记基因,抗除草剂基因用于检测目的基因是否导入成功的原理是________。

(3)经检测成功后,抗除草剂基因已没有用途,继续留在植物体内可能会造成的安全问题是________。经Cre酶处理后,质粒中的两个loxP序列分别被切开后,可得到如上图右侧的这两个DNA分子。由于________________的原因,抗除草剂基因不再表达,之后会在培养过程中消失。

(4)loxP序列是有方向性的。如果经Cre酶处理后,发现抗除草剂基因反向连接在质粒一上,则原来质粒一中这两个loxP序列的方向是________。

A.两个都是正向 B.两个都是反向

C.一个正向一个反向 D.与方向无关

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