题目内容

在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kan)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长.如图为获得抗虫棉的技术流程.请据图回答:

(1)A过程需要的酶有
 
.
(2)要把重组质粒导入土壤农杆菌,首先必须用
 
处理土壤农杆菌,使土壤农杆菌转变为
 
态;然后将
 
在缓冲液中混合培养完成转化过程.
(3)含有重组质粒的土壤农杆菌侵染离体棉花叶片组织后,将离体棉花叶片组织培养成再生植株要经过[C]
 
和[E]
 
.如要确保再生植株中含有抗虫基因,可在C过程的培养基中加入
 
.
(4)如想利用分子杂交技术检测再生植株中的抗虫基因是否转录,应该用放射性同位素标记的目的基因作为探针与
 
杂交.
考点:基因工程的原理及技术,植物培养的条件及过程
专题:
分析:分析题图:图示为利用生物技术获得生物新品种的过程示意图,其中A表示基因表达载体的构建过程;B表示用选择培养基筛选含有重组质粒的土壤农杆菌的过程;C表示脱分化过程;D为愈伤组织;E表示再分化过程.
解答: 解:(1)图中A为基因表达载体的构建过程,该过程需要限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,还需DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组质粒.
(2)将重组质粒导入微生物细胞时,常采用感受态细胞法,即首先用Ca2+处理微生物细胞,使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞;然后将将重组质粒和感受态细胞在缓冲液中混合培养完成转化过程.
(3)将离体棉花叶片组织培养成再生植株还需要采用植物组织培养技术,该技术包括脱分化和再分化两个过程.由图可知,标记基因时卡那霉素抗性基因,因此可用含有卡那霉素的培养基筛选含有抗虫基因的再生植株.
(4)检测目的基因是否转录出mRNA常采用分子杂交技术,即以标记的目的基因为探针与mRNA分子杂交.
故案为:
(1)(同一种)限制酶、DNA连接酶
(2)Ca2+    感受    将重组质粒和感受态细胞
(3)脱分化、再分化   卡那霉素
(4)mRNA
点评:本题结合转基因抗虫植株的培育过程图,考查基因工程和植物组织培养的相关知识,要求考生识记基因工程的工具及操作步骤,能准确判断图中各过程的名称;识记植物组织培养的过程及应用,能结合图中信息答题.
练习册系列答案
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2007年10月“诺贝尔生理学和医学奖”授予了三位英美科学家,他们在胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面的突破性发现,为“基因敲除”技术的发展奠定了基础.所谓“基因敲除小鼠”,就是现在小鼠的胚胎干细胞上进行基因修饰--即把胚胎干细胞中的靶向基因改掉,然后将“修饰”后的胚胎干细胞植入小鼠的早期胚胎,生成嵌合体小鼠.(如图所示)
(1)“敲除”一种基因分两步来完成:第一步是用基因“剪刀”如
 
酶,从哺乳动物的染色体中切除具有某种功能的基因; 第二步是用人们在体外修饰过的基因取代
 
基因,而新基因中的缺陷会引发有待研究的某种疾病疾病.
(2)在这一过程中,最大的挑战就是如何制造出这样一段外源DNA,并在染色体中找到相应的位置,然后把它恰当地嵌入其中.科学家分离出了小鼠的胚胎干细胞,从理论上说,这是一种万能细胞,其分化程度低,通过
 
分裂可以产生精原细胞和卵原细胞,这些细胞在经过
 
分裂可以产生成熟的生殖细胞,从而有可能将修饰基因传给下一代,这样就可以制造出变异基因.细胞中的修饰基因与小鼠体内的原有基因之间发生了
 
(变异方式).
(3)如果把修饰基因和小鼠体内的原有基因看作一对等位基因,修饰基因(B)对原有基因(b)为显性,那么图中亲代小鼠的基因型可以表示为
 
,预测其F1中小鼠所含基因情况和比例相当于
 
(杂交、自交、测交)比例.如果F1中两只嵌合体小鼠自由交配,后代出现含修饰基因的纯合体小鼠占
 
,这部分小鼠就是科学研究中建立的人体疾病的小鼠模型.
番茄果实成熟过程中,某种酶(PG)开始合成并显著增加,促使果实变红变软.但不利于长途运输和长期保鲜.科学家利用反义RNA技术(见图解),可有效解决此问题.该技术的核心是,从番茄体细胞中获得指导PG合成的信使RNA,继而以该信使RNA为模板人工合成反义基因并将之导入离体番茄体细胞,经组织培养获得完整植株.新植株在果实发育过程中,反义基因经转录产生的反义RNA与细胞原有mRNA(靶mRNA)互补形成双链RNA,阻止靶mRNA进一步翻译形成PG,从而达到抑制果实成熟的目的.请结合图解回答:

(1)反义基因像一般基因一样是一段双链的DNA分子,合成该分子的第一条链时,使用的模板是细胞质中的信使RNA,原料是四种
 
,所用的酶是
 
.
(2)若要以完整双链反义基因克隆成百上千的反义基因,常利用
 
技术来扩增.
(3)如果指导番茄合成PG的信使RNA的碱基序列是A-U-C-C-A-G-G-U-C-,那么,PG反义基因的这段碱基对序列是
 
.
(4)合成的反义基因在导入离体番茄体细胞之前,必须进行表达载体的构建,该表达载体的组成,除了反义基因外,还必须有启动子、终止子以及
 
等,启动子位于基因的首端,它是
 
酶识别和结合的部位.
(5)将人工合成的反义基因导入番茄叶肉细胞,最后达到抑制果实成熟,该生物发生了变异,这种可遗传的变异属于
 
.在受体细胞中该基因指导合成的最终产物是
 
.

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