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分子神探——“DNA指纹”的应用
DNA即脱氧核糖核酸,主要存在于细胞核中,是复制和传递遗传信息的主要物质基础。研究发现,它在各人身上会出现细微的差异。两个人具有相同的DNA的可能性仅为3000亿分之一,即使是同胞兄弟姐妹,其DNA完全一致的可能性也只有200万分之一,就像人的指纹一样,因此法医学界又有“DNA指纹”的说法。
然而,在同一家族中DNA的“核心序列”却完全一致,子女的DNA指纹图完全可以从父母的“核心谱带”中找到,故可据此做亲子或亲缘关系的鉴定。由于DNA指纹具有高度的个体特异性,故被认为是识别个体的最可靠的证据之一。现在科学家已能利用“DNA指纹”来确定或者否定犯罪嫌疑人的犯罪事实,查清沉积多年的悬案,鉴别遗骸的来源等,下面一例便是“DNA指纹”应用的实例。
1991年夏,前苏联考古学家在某地发现了5具尸体,其中有3具是孩子的。他们认为这5具尸体是1918年被处决的沙皇二世夫妇及其孩子的,考虑到沙皇妻子的兄弟姐妹及其后代都还健在,故科学家决定采用成年女性遗骸细胞质中的线粒体DNA作鉴定。线粒体DNA和细胞核DNA的最大区别之一在于前者的遗传物质只来自母方而与父方无关,这样就可以与其亲属的线粒体DNA进行对照。后来,科学家用先进的聚合酶链式反应(即PCR)模拟DNA复制过程,在体外进行特异性DNA扩增,在试管中经过近40次循环,将DNA放大上万倍,再将放大的DNA输入计算机并最后仔细解读密码(碱基对),比较两处样品的DNA是否一致。经科学家近半年的艰苦工作,证明成年女性遗骸线粒体DNA与其亲属的线粒体DNA一致,用同样方法得到成年男性遗骸与3个孩子遗骸的DNA一致,从而验明是沙皇家族的正身。
(1)文中所称“DNA指纹”是指________。
A.DNA中基因控制的“指纹”性状 B.指纹细胞中的DNA
C.DNA中核糖核苷酸序列 D.DNA中碱基对序列
(2)“DNA指纹”的应用是利用DNA结构的_______。
A.稳定性 B.可变性 C.多样性 D.特异性
(3)线粒体中DNA控制的遗传叫做_______。
A.细胞质遗传 B.细胞核遗传 C.伴性遗传 D.隐性遗传
(4)文中所指DNA“核心序列”或“核心谱带”可能是指什么?
(5)为什么人体细胞中线粒体DNA“只来自母方而与父方无关”(请根据精子和卵细胞的形态特点分析)?
(8分)苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图( ampr为抗氨苄青霉素基因),据图回答下列问题。![]()
(1)将图中①的DNA用HindⅢ、Bam HⅠ完全酶切后,反应管中有____种DNA片段。(2)图中②表示HindⅢ与Bam HⅠ酶切、DNA连接酶连接的过程,此过程可获得________种重组质粒;如果换用BstⅠ与BamHⅠ酶切,目的基因与质粒连接后可获得 _________种重组质粒。
(3)图中③的Ti质粒调控合成的vir蛋白,可以协助带有目的基因的T-DNA导入植物细胞,并防止植物细胞中___对T-DNA的降解。
(4)Bt毒素蛋白基因最终在宿主细胞内维持稳定和表达的过程叫做 。
(5)已知转基因植物中毒素蛋白只结
合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体,使细胞膜穿孔,肠细胞裂解,昆虫死
亡。而该毒素蛋白对人类的风险相对较小,原因是人类肠上皮细胞__________。
(6)生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种,其目的是降低害虫种群
中的________________基因频率的增长速率。
(7)若杀虫基因是根据几种Bt毒蛋白的分子结构,设计并人工合成的,这属于
______________工程技术范畴。
(8分)苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图( ampr为抗氨苄青霉素基因),据图回答下列问题。
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(1)将图中①的DNA用HindⅢ、Bam HⅠ完全酶切后,反应管中有____种DNA片段。(2)图中②表示HindⅢ与Bam HⅠ酶切、DNA连接酶连接的过程, 此过程可获得________种重组质 粒;如果换用BstⅠ与BamHⅠ酶切,目的基因与质粒连接后可获得 _________种重组质粒。
(3)图中③的Ti质粒调控合成的vir蛋白,可以协助带有目的基因的T-DNA导入植物细胞,并防止植物细胞中___对T-DNA的降解。
(4)Bt毒素蛋白基因最终在宿主细胞内维持稳定和表达的过程叫做 。
(5)已知转基因植物中毒素蛋白只结
合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体,使细胞膜穿孔,肠细胞裂解,昆虫死
亡。而该毒素蛋白对人类的风险相对较小,原因是人类肠上皮细胞__________。
(6)生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种,其目的是降低害虫种群
中的________________基因频率的增长速率。
(7)若杀虫基因是根据几种Bt毒蛋白的分子结构,设计并人工合成的,这属于
______________工程技术范畴。
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苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图(ampr为抗氨苄青霉素基因),据图回答下列问题。
(1)将图中①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后,反应管中有________种DNA片段。图中②表示HindⅢ与BamHⅠ酶切、DNA连接酶连接的过程,此过程可获得________种重组质粒;如果换用BstⅠ与BamHⅠ酶切,目的基因与质粒连接后可获得________种重组质粒。
(2)图中②构建的结构除了目的基因外,还必须有________、________以及标记基因等组成。
(3)Bt毒素蛋白基因最终在宿主细胞内维持稳定和表达的过程叫做________。
(4)已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体,使细胞膜穿孔,肠细胞裂解,昆虫死亡。而该毒素蛋白对人类的风险相对较小,原因是人类肠上皮细胞________。
(5)若杀虫基因是根据几种Bt毒蛋白的分子结构,设计并人工合成的,这属于________工程技术范畴。
(6)土壤农杆菌作为基因工程受体细胞的原因是________,最常用的转化方法是用________处理土壤农杆菌,使土壤农杆菌转变为感受态;然后将________在缓冲液中混合培养完成转化过程。