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【题目】玉米由于含有Ppc酶,能在高光强、高温和高氧分压的条件下利用更低浓度的CO2,水稻却不能。科学家想把该Ppc基因利用农杆菌转化法将其转入水稻体内,从而提高水稻的光合效率。请回答:

1)利用玉米的成熟叶片为材料,同时构建cDNA文库和基因组文库,两个文库相比,cDNA文库中含有的基因数目比基因组文库中的_____,其原因是____________________________________________

2)经测定编码Ppc酶的cDNA序列(假设只编码从起始密码子到终止密码子之间的序列)为1256对碱基,则可判断对这段序列的测定是错误的,理由是________________________________

3)将Ppc基因插入Ti质粒的_______________中,构建基因表达载体并导入农杆菌中。目的基因是否成功导入植物细胞,可以用________________技术进行检测。

4)若经组织培养获得的转基因植株的核DNA中仅插入一个基因,让其自交,在子代含Ppc基因的植株中,纯合子占_________;若转基因植株的核DNA中插入2个基因(插入到非同源染色体上)让其自交,在子代含Ppc基因的植株中,能稳定遗传的占_________

【答案】 cDNA文库中只含有玉米叶细胞已转录(或已表达)的基因,而基因组文库中含有玉米的全部基因 因为生物决定每个氨基酸的碱基序列为三联密码,所以基因的编码碱基序列应为3的整数倍 T-DNA DNA分子杂交 1/3 7/15

【解析】

1)农杆菌在自然状态下,感染双子叶植物和裸子植物。当植物受到损伤时,植物伤口处产生大量的酚类化合物,吸引农杆菌移向这些细胞,这时农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA(可转移的DNA)可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上。将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上,利用农杆菌的转化作用,就可以使目的基因进入植物细胞,并将其插入到植物细胞中染色体的DNA上,使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。
2)目的基因的检测和表达:检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,这是目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键,方法是采用DNA分子杂交技术;要检测目的基因是否转录出了mRNA,这是检测目的基因是否发挥功能作用的第一步,方法:分子杂交技术;检测目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原-抗体杂交;有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状,做抗虫或抗病的接种实验。

1)由于cDNA文库中只含有已转录(或已表达)的基因,而基因组文库中含有该植物的全部基因,所以cDNA文库中含有的基因数目比基因组文库中的少。

2mRNA3个相邻的碱基决定一个氨基酸,每3个这样的碱基又称做一个密码子,所以生物决定每个氨基酸的碱基序列为三联密码,所以基因的编码碱基序列应为3的整数倍,1256不是3的整数倍,所以测定是错的。

3)将Ppc基因插入Ti质粒的T-DNA上,构建基因表达载体并导入农杆菌中,通过农杆菌的转化作用,就可以使目的基因进入植物细胞,并将其插入到植物细胞染色体的DNA上;要检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因,检测方法是DNA分子杂交技术。

4)若插入Ppc基因用A来表示,不插入Ppc基因用a表示,则转基因植株可表示为Aa,自交后代中含不插入Ppc基因用a表示AAAa=13,其中纯合子占1/3;若转基因植株的核DNA中插入2个基因(插入到非同源染色体上),若插入Ppc基因用AB来表示,不插入Ppc基因用ab表示,则该转基因植株可表示为AaBb,其自交后代中含Ppc基因的植株中能稳定遗传的有AABBAABbAAbbAaBBaaBB,占7/15

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