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4.植物的抗旱機(jī)制很大程度上依賴植物激素脫落酸.2016年2月,中、美兩國(guó)科學(xué)家宣布發(fā)現(xiàn)了PYL9蛋白(脫落酸的一種受體蛋白),利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)實(shí)現(xiàn)了啟動(dòng)子pRD29A控制PYL9過量表達(dá),讓水稻自身產(chǎn)生大量PYL9蛋白,顯著提高了其抗旱性.請(qǐng)回答:
(1)已知PYL9蛋白的氨基酸序列,培育轉(zhuǎn)基因抗旱水稻可用人工合成法來獲得PYL9基因.
(2)一個(gè)PYL9基因進(jìn)行擴(kuò)增最簡(jiǎn)便的方法是使用PCR技術(shù),如果這個(gè)過程中消耗了引物62個(gè),則進(jìn)行了5輪的DNA復(fù)制.
(3)科學(xué)家通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法成功培育了該轉(zhuǎn)基因水稻.構(gòu)建的基因表達(dá)載體上除了圖示標(biāo)注外,還必須含有啟動(dòng)子pRD29A、PYL9基因、終止子,所填充的這些序列需要 (需要/不需要)全部轉(zhuǎn)入到農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T-DNA區(qū)域.
(4)導(dǎo)入目的基因的重組細(xì)胞可通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育成完整植株.
(5)檢測(cè)水稻細(xì)胞是否含有PYL9基因的分子工具是DNA分子探針/基因探針.從個(gè)體水平上檢測(cè)轉(zhuǎn)基因水稻是否有抗性及抗性程度的方法是轉(zhuǎn)基因水稻植株分別種植在干旱程度(或含水量)不同的田地里(觀察其生長(zhǎng)狀況以檢測(cè)其是否有抗性及抗性程度).

分析 1、PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因:
(1)原理:DNA雙鏈復(fù)制.
(2)過程:第一步:加熱至90~95℃DNA解鏈;第二步:冷卻到55~60℃,引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈;第三步:加熱至70~75℃,熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始互補(bǔ)鏈的合成.
(3)第n輪:需要消耗(2n-2)×2+2個(gè)引物.
2、獲取目的基因的方法:從基因文庫(kù)中獲取、PCR技術(shù)擴(kuò)增、人工合成.
3、目的基因的檢測(cè)和表達(dá):
首先要檢測(cè):轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因,方法是采用 DNA分子雜交技術(shù).
其次還要檢測(cè):目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA,方法是采用用標(biāo)記的目的基因作探針與 mRNA雜交.
最后檢測(cè):目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì),方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取 蛋白質(zhì),用相應(yīng)的 抗體進(jìn)行抗原-抗體雜交.
有時(shí)還需進(jìn)行:個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定.如 轉(zhuǎn)基因抗蟲植物是否出現(xiàn)抗蟲性狀.

解答 解:(1)在已知PYL9蛋白的氨基酸序列,可以推測(cè)基因的脫氧核苷酸序列,因此培育轉(zhuǎn)基因抗旱水稻可用人工合成方法來獲得目的基因.
(2)一個(gè)PYL9基因進(jìn)行擴(kuò)增最簡(jiǎn)便的方法是使用PCR技術(shù).第一輪:1個(gè)DNA含2條脫氧核苷酸鏈復(fù)制得2個(gè)DNA4條脫氧核苷酸鏈消耗2個(gè)引物;第二輪:2個(gè)DNA含4條脫氧核苷酸鏈復(fù)制得4個(gè)DNA8條脫氧核苷酸鏈消耗(22-2)×2+2=6個(gè)引物;第三輪:22個(gè)DNA含8條脫氧核苷酸鏈復(fù)制得23個(gè)DNA16條脫氧核苷酸鏈消耗(23-2)×2+2=14個(gè)引物;第四輪:23個(gè)DNA含16條脫氧核苷酸鏈復(fù)制得24個(gè)DNA32條脫氧核苷酸鏈消耗(24-2)×2+2=30個(gè)引物;第三輪:24個(gè)DNA含32條脫氧核苷酸鏈復(fù)制得25個(gè)DNA64條脫氧核苷酸鏈消耗(25-2)×2+2=62個(gè)引物.(3)基因表達(dá)載體的組成包括目的基因(PYL9基因)、標(biāo)記基因、復(fù)制原點(diǎn)、啟動(dòng)子和終止子等.科學(xué)家通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法成功培育了該轉(zhuǎn)基因水稻.需要將目的基因轉(zhuǎn)入到農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T-DNA區(qū)域,之后才可以轉(zhuǎn)移到水稻細(xì)胞的染色體上.
(4)導(dǎo)入目的基因的重組細(xì)胞培育成完整植株,所用的技術(shù)是植物組織培養(yǎng)技術(shù),這一過程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性.
(5)檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞常用DNA分子雜交技術(shù),該方法常用的分子工具是探針;從個(gè)體水平上檢測(cè)轉(zhuǎn)基因水稻是否有抗性及抗性程度的方法是轉(zhuǎn)基因水稻植株分別種植在干旱程度(或含水量)不同的田地里(觀察其生長(zhǎng)狀況以檢測(cè)其是否有抗性及抗性程度).
故答案為:
(1)人工合成
(2)PCR     5
(3)啟動(dòng)子pRD29A、PYL9基因、終止子          需要
(4)植物組織培養(yǎng)
(5)DNA分子探針/基因探針    轉(zhuǎn)基因水稻植株分別種植在干旱程度(或含水量)不同的田地里(觀察其生長(zhǎng)狀況以檢測(cè)其是否有抗性及抗性程度)

點(diǎn)評(píng) 本題考查了基因工程和細(xì)胞工程的有關(guān)知識(shí),要求考生能夠識(shí)記基因工程的操作工程和操作步驟,掌握目的基因檢測(cè)和鑒定的方法,并能夠根據(jù)題干信息準(zhǔn)確答題.對(duì)于PCR技術(shù)中引物的問題有一定的難度,要學(xué)生多思考.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中生物 來源: 題型:選擇題

14.人們?cè)噲D利用基因工程的方法,用乙種生物生產(chǎn)甲種生物的一種蛋白質(zhì).生產(chǎn)流程是:甲生物的蛋白質(zhì)mRNA目的基因與質(zhì)粒DNA重組導(dǎo)入乙種生物的細(xì)胞獲得甲種生物的蛋白質(zhì).下列說法正確的是(  )
A.①過程需要的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶,原料中含有A、U、G、C
B.③過程如果導(dǎo)入到的是微生物常用的方法是顯微注射法
C.如果受體細(xì)胞是細(xì)菌,可以選用枯草桿菌、炭疽桿菌等
D.④過程中用到的原料含有氨基酸

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科目:高中生物 來源: 題型:選擇題

15.基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,主要載體是染色體,等位基因是位于同源染色體相同位置上控制同一性狀不同表現(xiàn)類型的兩個(gè)基因.如圖表示某生物正在進(jìn)行分裂的細(xì)胞,等位基因A和a可能位于染色體的位置(不考慮互換和突變)是(  )
A.A位于①上,a位于⑤上B.A位于⑤上,a位于⑦上
C.該細(xì)胞只有a,分別位于⑤和⑧上D.該細(xì)胞只有A,分別位于②和⑥上

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科目:高中生物 來源: 題型:選擇題

12.下列敘述正確的是( �。�
A.先天性心臟病都是遺傳病
B.人類基因組測(cè)序是測(cè)定人的23條染色體的堿基序列
C.一女性患血友病,則其父親和兒子均患血友病
D.多基因遺傳病的遺傳符合孟德爾遺傳定律

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科目:高中生物 來源: 題型:選擇題

19.據(jù)圖判斷,下列敘述不符合生態(tài)學(xué)原理的是(  )
A.由于生物種類增多,能量逐級(jí)損耗,系統(tǒng)總能量利用效率降低
B.每一級(jí)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都獲得產(chǎn)品,提高了生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益
C.物質(zhì)經(jīng)過多級(jí)利用,實(shí)現(xiàn)了良性循環(huán)
D.由于各級(jí)產(chǎn)物都可以利用,減少了廢物和污染

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科目:高中生物 來源: 題型:多選題

9.近年誕生的具有劃時(shí)代意義的CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)可簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確地進(jìn)行基因定點(diǎn)編輯.其原理是由一條單鏈向?qū)NA引導(dǎo)核酸內(nèi)切酶Cas9到一個(gè)特定的基因位點(diǎn)進(jìn)行切割.通過設(shè)計(jì)向?qū)NA中20個(gè)堿基的識(shí)別序列,可人為選擇DNA上的目標(biāo)位點(diǎn)進(jìn)行切割(見圖).下列有關(guān)敘述正確的是( �。�
A.向?qū)NA可在RNA聚合酶催化下合成
B.Cas9蛋白的作用是破壞DNA特定位點(diǎn)核苷酸之間的氫鍵
C.通過修飾Cas9蛋白讓它只切開單鏈,可減少非同源染色體末端間連接的機(jī)會(huì)
D.該技術(shù)可被用于關(guān)閉、啟動(dòng)基因的表達(dá)或替換基因

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科目:高中生物 來源: 題型:多選題

16.治療性克隆有望最終解決供體器官的短缺和器官移植出現(xiàn)的排異反應(yīng).如圖表示治療性克隆的過程,下列有關(guān)敘述正確的是( �。�
A.上述過程利用了動(dòng)物細(xì)胞核移植、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)
B.上述過程充分說明動(dòng)物細(xì)胞具有全能性
C.胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性,可從早期胚胎中分離獲取
D.①、②過程都發(fā)生DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯

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科目:高中生物 來源: 題型:解答題

13.下列有關(guān)光合作用和呼吸作用的敘述:
(1)對(duì)絕大多數(shù)生物來說,活細(xì)胞所需要能量的最終源頭是太陽(yáng)能或光能.
(2)恩格爾曼把載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中,然后用極細(xì)的光束照射水綿,發(fā)現(xiàn)細(xì)菌只向葉綠體被光束照射的部位集中,這說明水綿光合作用可以釋放氧氣.
(3)卡爾文等用小球藻為實(shí)驗(yàn)材料采用14C放射性同位素標(biāo)記法最終探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑,這一途徑稱為卡爾文循環(huán).
(4)細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳獲其他產(chǎn)物,釋放出能量并生成ATP的過程;細(xì)胞呼吸最常利用的物質(zhì)是葡萄糖;提倡慢跑等有氧運(yùn)動(dòng)是因劇烈運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致氧的不足,而使肌細(xì)胞因無(wú)氧呼吸產(chǎn)生大量的乳酸.無(wú)氧呼吸只在第一階段釋放出少量的能量,大部分能量則存留在酒精或乳酸中.

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科目:高中生物 來源: 題型:解答題

5.人血友病是伴X隱性遺傳�。F(xiàn)有一對(duì)非血友病的夫婦生出了兩個(gè)非雙胞胎女兒.大女兒與一個(gè)非血友病的男子結(jié)婚并生出了一個(gè)患血友病的男孩.小女兒與一個(gè)非血友病的男子結(jié)婚,并已懷孕.回答下列問題:
(1)用“”表示尚未出生的孩子,請(qǐng)畫出該家系的系譜圖,以表示該家系成員血友病的患病情況.
(2)小女兒生出患血友病男孩的概率為18;假如這兩個(gè)女兒基因型相同,小女兒生出血友病基因攜帶者女孩的概率為14
(3)已知一個(gè)群體中,血友病的基因頻率和基因型頻率保持不變,且男性群體和女性群體的該致病基因頻率相等.假設(shè)男性群體中血友病患者的比例為1%,則該男性群體中血友病致病基因頻率為1%;在女性群體中攜帶者的比例為1.98%.

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