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【题目】【生物——选修模块3:现代生物科技专题】下图为含铁量较高转基因水稻的培育过程示意图,请分析回答:

注:MS培养基为植物组织培养所用培养基

(1)在构建基因的表达载体时,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—GGATCC—;限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—GATC—。请据图分析:切割目的基因时宜选择限制酶_________,切割质粒时宜选择限制酶_________

(2)如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化,则图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是_____________

(3)铁结合蛋白基因来自菜豆,若利用菜豆细胞内形成的mRNA通过逆转录过程形成 cDNA,将这些cDNA用限制酶处理后储存在受体菌群体内,这些受体菌群被称为菜豆的________。除了通过上述方法可以获取铁结合蛋白基因外,还可以通过化学合成的方法获取铁结合蛋白基因,其前提条件是________________________________

(4)将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时,通过培养基2的筛选培养,可以获得________,该筛选过程是通过在培养基2中加入________实现的。培养基3与培养基2的区别是________。检测培育转基因水稻的目的是否达到,需要检测转基因水稻________

【答案】 ①④②③ cDNA文库(或部分基因文库) 该基因的脱氧核苷酸序列已知 含有重组质粒(有潮霉素抗性)的愈伤组织 潮霉素 生长素和细胞分裂素的浓度比例 (成熟)种子中铁含量

【解析】【试题分析

本题综合考查基因工程和植物组织培养的相关知识。需要结合题图和题意,梳理学过的基础知识,按照题目要求作答。

1.解答(1)小题的关键是知道限制酶II能够识别和切割限制酶I的切割位点。然后再根据题图和题目的要求做具体分析、判断。

2.解答(2)小题的关键是掌握四种酶的作用。

3.如果用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA(也叫cDNA)片段,与载体连接后储存在一个受体菌群中,那么这个受体菌群体就叫做这种生物的cDNA文库。

4.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细胞筛选出来。

5.生长素和细胞分裂素的协同调控作用在植物组织培养中非常重要。生长素用量比细胞分裂素用量,比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化,抑制根的形成;比值适中时,促进愈伤组织的形成。

(1)根据题意可知,限制酶II能够识别和切割限制酶I的切割位点。据图可知,目的基因两端分别是限制酶I的识别序列和切点-GGATCC-和限制酶II的识别序列和切点-GATC-,只有用限制酶II才能同时将目的基因切割下来。质粒有GeneI和GeneⅡ两种标记基因,其上分别有限制酶II的识别序列和限制酶I的识别序列;如果用限制酶II切割,则GeneI 和GeneⅡ都被破坏,造成重组质粒无标记基因;如果用限制酶I切割,则破坏GeneⅡ,保留GeneI,其黏性末端和切割目的基因所在DNA的黏性末端相同,可以连接形成重组DNA。因此,切割目的基因时宜选择限制酶Ⅱ,切割质粒时宜选择限制酶Ⅰ。

(2)限制性核酸内切酶能将DNA链的磷酸二酯键打开,故可用①表示;DNA聚合酶能将单个游离的脱氧核苷酸连接到已有的核苷酸片段上,形成磷酸二酯键,可用④表示;DNA连接酶是能将DNA片段连接起来,可以用图②表示;解旋酶能将DNA双链解开,故可用图③表示。因此,图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是①④②③。

(3)利用菜豆细胞内形成的mRNA通过逆转录过程形成 cDNA,将这些cDNA用限制酶处理后储存在受体菌群体内,这些受体菌群被称为菜豆的cDNA文库(或部分基因文库);如果铁结合蛋白基因比较小,核苷酸序列又已知,也可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。

(4)质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因,因此通过培养基2的筛选培养,可以获得含有重组质粒的愈伤组织;该筛选过程是通过在培养基2中加入潮霉素实现的;愈伤组织再分化形成植株过程中需要加入生长素和细胞分裂素,生长素比例高时可促进根的分化,细胞分裂素比例高时可促进芽的分化,因此培养基3与培养基2的区别是生长素和细胞分裂素的浓度比例不同;该基因工程的目的基因为铁结合蛋白基因,因此检测培育转基因水稻的目的是否达到,需要检测转基因水稻种子中铁含量。

练习册系列答案
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