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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...

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_____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1、2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答:

用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,不能使用SamIⅠ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________识别结合的位点。

(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。

 

PCR DNA复制 230 cDNA文库(或部分基因文库) 不同 SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因及外源DNA中的目的基因 RNA聚合酶 抗原抗体杂交 植物组织培养 【解析】 1、PCR技术扩增目的基因的原理:DNA双链复制;过程:第一步:加热至90~95℃DNA解链;第二步:冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA链;第三步:加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。 2、cDNA文库和基因文库的比较表: 文库类型 cDNA 基因组文库 文库大小 小 大 基因中启动子 无 有 基因中内含子 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)PCR技术扩增目的基因的原理为DNA双链复制。 (2)由于PCR技术利用的是DNA双链复制的原理,因此用该双链cDNA进行PCR扩增,进行了30个循环后,理论上可以产生约为230个DNA分子;又由于该基因库是由青蒿某个时期mRNA反转录产生的双链cDNA片段,因此只包含某种生物的部分基因,因此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(或部分基因文库).通过逆转录得到的目的基因中缺少基因结构中的非编码区以及编码区的内含子,因此获得的cDNA与青蒿细胞中该基因碱基序列不同。 (3)分析图2可知,目的基因和抗生素抗性基因中含有SmaⅠ限制酶的切割位点,因此用SmaⅠ切割图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因及外源DNA中的目的基因。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RNA聚合酶识别结合位点。 (4)检测目的基因是否表达出相应蛋白质,应采取抗原抗体杂交技术.目的基因导入组织细胞后,通过植物组织培养技术培育出青蒿幼苗。
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考点分析:
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随着科学技术的发展,化学农药的产量和品种逐年增加,但害虫的抗药性也不断增强,对农作物危害仍然很严重。如近年来,棉铃虫在我国大面积暴发成灾,造成经济损失每年达100亿以上。针对这种情况,江苏农科院开展“转基因抗虫棉”的科技攻关研究,成功地将某种能产生抗虫毒蛋白细菌的抗虫基因导入棉花细胞中,得到的棉花新品种对棉铃虫的毒杀效果高达80%以上。

就以上材料,分析回答:

(1)抗虫基因之所以能接到植物体内去,原因是___________________

(2)“转基因抗虫棉”具有抗害虫的能力,这表明棉花体内产生了抗虫的_____________物质。这个事实说明,害虫和植物共用一套_____________,蛋白质合成的方式是_____________的。

(3)“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可表示为___________________

(4)该项科技成果在环境保护上的作用是___________________

(5)科学家预言,此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后,也将出现不抗虫的植株,此现象来源于___________

 

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β-葡萄糖苷酸酶(GUS)基因来自大肠杆菌。转GUS基因的植物组织浸泡在含有某底物的缓冲液中,GUS能与底物发生反应,使植物组织呈现蓝色。研究人员利用转GUS基因的葡萄植株,以探究干旱条件对葡萄P启动子的功能是否有诱导作用。请回答:

(1)萄P启动子是________识别并结合的位点。欲获得葡萄P启动子,可根据P启动子的核苷酸序列设计引物,利用该引物和从葡萄细胞获取的________为模板进行PCR扩增。

(2)葡萄P启动子与GUS基因等元件构建基因表达载体,利用________方法将该基因表达载体导入葡萄愈伤组织,葡萄愈伤组织在培养基中经________形成转基因葡萄植株。

(3)上述转基因葡萄植株置于正常条件(无干旱处理)培养,作_______(填“实验组”或“对照组”)。一段时间后取该组葡萄植株幼根,浸泡在含有底物的缓冲液中,观察幼根颜色变化情况。若葡萄P启动子的功能受干旱诱导,则该组的结果为________

 

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关于基因工程技术的叙述中,错误的是(   )

A. 可能通过对天然基因库的影响对生物圈的稳态带来不利

B. 全过程都在细胞外进行

C. 可定向地改造生物的遗传性状

D. 实现了物种间的DNA重组

 

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下图为DNA分子在不同酶作用下所发生的变化,图中作用过程使用酶的顺序是(     )

A. 解旋酶、限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶

B. DNA连接酶、限制酶、DNA聚合酶、解旋酶

C. 限制酶、DNA连接酶、解旋酶、DNA聚合酶

D. DNA聚合酶、DNA连接酶、限制酶、解旋酶

 

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下列有关生物技术应用的叙述,不正确的是

A. 利用植物组织培养技术培育花药获得单倍体植株

B. 利用转基因技术把正常基因导入病人细胞进行基因治疗

C. 将α-抗胰蛋白酶基因转入乳腺细胞培育乳汁中含有该酶的转基因羊

D. 将愈伤组织细胞进行诱变处理并筛选得到抗盐碱的烟草新品

 

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