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17.CpTI蛋白是由豇豆的胰蛋白酶抑制基因(CpTI基因)控制合成的,该蛋白主要存在于细胞质基质中,具有广谱的抗虫特性.但细胞质基质中存在大量蛋白酶,使CpTI蛋白降解造成毒性减弱,因而转CpTI基因抗虫水稻抗虫能力不十分理想.2008年4月3日《参考消息》报道,中科院遗传与发育生物学研究所朱桢等已培育出一种转SCK基因抗虫水稻品种,与转CpTI基因抗虫水稻相比,对害虫的致死率大大提高.SCK基因是由他们对CpTI基因进行修饰而成,SCK基因指导合成的CpTI蛋白被固定在内质网中,因此转SCK基因水稻对害虫的致死率大大提高了.
(1)SCK基因水稻细胞中CpTI蛋白含量高的原因是CpTI蛋白在内质网中,避免了被蛋白酶降解,提高了其积累量.
(2)基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工.
(3)质粒DNA分子上有特殊的标记基因,如抗生素抗性基因等.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受体细胞筛选出来).
(4)为了检测转基因水稻中SCK基因是否插入到水稻染色体的DNA上,需要采用DNA分子杂交技术,从转基因水稻中提取出DNA,用放射性同位素标记的含SCK(目的)基因的DNA片段作探针进行检测;为了鉴定SCK基因导入水稻细胞后,是否赋予了水稻抗虫特性,在个体生物学水平上需要做抗虫的接种实验,以确定是否具有抗性以及抗性的程度.

分析 基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成.
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等.
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样.将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法.
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:
①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;
②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;
③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术.个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等.

解答 解:(1)CpTI蛋白在内质网中,避免了被蛋白酶降解,提高了CpTI蛋白积累量,导致SCK基因水稻细胞中CpTI蛋白含量高.
(2)基因工程是在分子水平上进行设计和施工.
(3)质粒DNA分子上有特殊的标记基因,如抗生素抗性基因等.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受体细胞筛选出来)
(4)为了检测转基因水稻中SCK基因是否插入到水稻染色体的DNA上,需要采用DNA分子杂交技术,即从转基因水稻中提取出DNA,用放射性同位素标记的SCK基因作探针进行检测;为了鉴定SCK基因导入水稻细胞后,是否赋予了水稻抗虫特性,在个体生物学水平上需要做抗虫的接种实验,以确定是否具有抗性以及抗性的程度.
故答案为:
(1)CpTI蛋白在内质网中,避免了被蛋白酶降解,提高了其积累量
(2)DNA分子   
(3)抗生素抗性基因    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受体细胞筛选出来)
(4)DNA分子杂交      放射性同位素标记的含SCK(目的)基因的DNA片段     是否具有抗性以及抗性的程度

点评 本题考查了基因工程的有关知识,要求考生掌握基因工程中目的基因检测与鉴定的方法,能够根据题意判断培养基中抗生素的种类,难度不大.

练习册系列答案
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科目:高中生物 来源: 题型:选择题

9.放射性同位素示踪法是生物学研究过程中常采用的技术手段,下面是几个放射性同位素示踪实验,对其结果的叙述不正确的是(  )
A.小白鼠吸入18O2 后呼出的二氧化碳会含有18O,尿液中也会含有少量的H218O,甚至ADP或Pi中也可能含有18O
B.用含有3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的营养液培养洋葱的根尖,可以在细胞核和线粒体处检测到较强的放射性,而在核糖体处则检测不到
C.要得到含32P的噬菌体,必须先用含32P的培养基培养细菌
D.卡尔文通过追踪检测CO2和H2O中标记的O的去向,最终探明了整个卡尔文循环的途径

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科目:高中生物 来源: 题型:选择题

8.下列关于生物遗传规律的说法,正确的是(  )
A.基因自由组合定律是基因分离定律的基础
B.基因型为Aa的个体连续自交,后代中纯合子所占的比例逐渐增大
C.基因分离定律和基因自由组合定律都发生在受精作用和个体发育中
D.两对或两对以上相对性状的遗传都遵循基因自由组合定律

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科目:高中生物 来源: 题型:选择题

5.下列关于真核生物中基因、染色体和性状的叙述,正确的是(  )
A.基因是有遗传效应的DNA片段B.一个DNA分子中只有一个基因
C.染色体主要分布在细胞质中D.生物体性状的表现不受环境影响

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科目:高中生物 来源: 题型:解答题

12.有两个同种野生昆虫种群,一个种群不论雌雄都为彩背,另一个种群不论雌雄都为黑背.为确定控制背色这一相对性状的基因的显隐关系及基因所在位置(是位于常染色体还是位于性染色体的Ⅰ、Ⅱ-1、Ⅱ-2片段),遗传研究小组进行了分析和实验.
(1)根据所学知识判断在该昆虫的Ⅱ-2片段存在(填“存在”或“不存在”)等位基因.通过题中信息分析可知控制背色的基因不位于片段II-1.
(2)研究者从两个野生昆虫种群中选择多对亲本进行了杂交实验.
甲组:P♂黑背×♀彩背→F1黑背
乙组:P♀黑背×♂彩背→F1黑背
据实验可知:该昆虫的黑背为显性(填“显性”或“隐性”)性状,还可确定该对等位基因不位于II-2.若基因位于该片段,则甲组后代表现型为雌性全为黑背,雄性全为彩背.
(3)为进一步确定基因的位置是位于Ⅰ片段还是位于常染色体,研究者用甲组的昆虫做了两个实验:(表现型包含性别在内)
丙组:♀F1×♂亲代     丁组:♂F1×♀亲代
上述两组实验中能确定基因位置的是丁组,该组实验中,若基因位于常染色体上,则子代表现型及比例为黑背雌性:黑背雄性:彩背雌性:彩背雄性=1:1:1:1,若基因位于I片段,则子代表现型及比例为彩背雌性:黑背雄性=1:1;另一组实验中,无论基因位于I片段还是位于常染色体,子代表现型及比例为黑背雄性:黑背雌性=1:1.

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2.关于蛋白质和核酸的叙述正确的是(  )
A.氨基酸可含有S、P等元素,并且存在于羧基中
B.某种可水解肽链末端肽键的肽酶最终导致多肽链分解为若干短肽
C.DNA和RNA所含有的碱基种类完全不同
D.一个tRNA分子中只有一个反密码子

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8.根据下面遗传学材料,回答下列问题:
Ⅰ、该地区的人群中有一部分有青光眼,研究发现,原发性开角型青光眼跟人的ABCA1基因突变有关,ABCA1基因是每个人都具有的基因,控制细胞膜上相关的蛋白的合成,该蛋白参与了多种物质的细胞内外的转运,具有维持人体生理功能正常运转的功能,该基因如变异会导致细胞功能紊乱,进而引起疾病的发生.
Ⅱ、在鹰类中,有一种雕鸮,雕鸮的体色(基因用A、a表示)、条纹的有无(基因用B、b表示)是两对独立遗传的相对性状,已知绿色条纹雕鸮与黄色无纹雕鸮交配,F1为绿色无纹和黄色无纹,比例为1:1.当F1的绿色无纹雕鸮彼此交配时,其后代(F2)表现型及比例均为绿色无纹:黄色无纹:绿色条纹:黄色条纹=6:3:2:1.
(1)材料Ⅰ说明基因是如何控制生物体性状的:基因通过控制蛋白质的结构,直接控制生物体的性状
(2)调查人类遗传病的发病率要在人群(人群、家系)中调查,调查时要做到随机取样
(3)材料Ⅱ依据F1的绿色无纹雕鸮彼此交配,其后代(F2)表现型及比例,请推测其原因最可能是A基因(控制体色的显性基因)纯合致死.
(4)F2中A基因频率为$\frac{1}{3}$.
(5)F2中的绿色条纹个体相互交配后代的表现型及比例为绿色条纹:黄色条纹=2:1.

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科目:高中生物 来源: 题型:选择题

4.某植物的光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25℃和30℃,如图为该植物处于25℃环境中随光照强度变化的实验结果.下列叙述错误的是(  )
A.c点时植物的CO2产生量为N1+N2
B.b点时植物才开始进行光合作用
C.a点时叶肉细胞的呼破作角受温度的影响
D.若将温度升高到30℃时,a点上移,b点右移

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4.专家们认为在地震发生后的三天是黄金救援日,三天期限的依据来源于人体内的水分平衡,地震中的受困者在这段时间内体内发生的变化有(  )
①机体水的主要来源是物质代谢水
②机体通过调节减少排尿量来调节体内水分的平衡
③体内钠盐通过调节可以保持平衡
④机体会消耗脂肪和蛋白质作为能源物质.
A.①②③④B.①②④C.②③④D.①③④

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