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使用次数:167
更新时间:2020-12-24
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1.

径柳匙叶草是一种泌盐植物。科研工作者将径柳匙叶草液泡膜Na+/K+逆向转运蛋白基因(TaNHX2基因)转移到棉花细胞内,获得了转基因耐盐棉花新品种。图1是获取的含有目的基因的DNA片段,Sau3AIEcoRIBamHI为三种限制酶,图中箭头所指为三种限制酶的切点;图2是三种限制酶的识别序列与酶切位点示意图;图3是土壤农杆菌中用于携带目的基因的Ti质粒结构示意图,请分析回答问题:

1)将含有径柳匙叶草不同基因的DNA片段导入受体菌的群体中储存,再根据TaNHX2基因的特定核苷酸序列从中提取图1的片段,此法为从__________获取目的基因。

2)不能在径柳匙叶草根尖分生区细胞中获得TaNHX2基因的mRNA,其原因是______________________________

3)若用BamHI切割图1所示的DNA片段,获得目的基因,则需选用_______切割图3所示质粒,以便构建基因表达载体,该方案的缺陷是_________。故切割图1所示DNA片段的最佳方案是选用____________酶。

4)用上述最佳方案构建基因表达载体,所得重组质粒____________(选填”“不能不一定能)被BamHI切割。

5)图3中,质粒上的抗生素抗性基因的作用是_________________________________

6)为了检测技术成果,科研工作者将转基因棉花种植在盐碱地,观察其生长状况,这属于___________________________水平的检测。

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题型:综合题
知识点:基因工程
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【答案】

基因文库中    基因的选择性表达(径柳匙叶草根尖分生区细胞中TaNHX2基因不能表达)    Sau3A I    出现目的基因和质粒的自我环化、目的基因在质粒上的连接方向不确定    EcoRIBamH I    不一定能    以便筛选出含有目的基因的受体细胞    个体   

【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:

1)分子水平上的检测: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;检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。

2)个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

【详解】

1)根据题意分析,该获取目的基因的方法是将不同基因的DNA片段导入受体菌的群体中储存,再根据TaNHX2基因的特定核苷酸序列从中提取图1的片段,因此该方法为从基因文库中获取目的基因。

2)由于细胞中基因是选择性表达的,而径柳匙叶草根尖分生区细胞中TaNHX2基因不能表达,因此不能在径柳匙叶草根尖分生区细胞中获得TaNHX2基因的mRNA

3)已知切割图1所示的DNA片段的限制酶是BamHI,因此切割目的基因的限制酶应该是BamHI或者是切割后能够产生相同粘性末端的限制酶,图2显示BamHISau3A I切割后产生的粘性末端相同,而图3质粒又没有BamHI识别位点,因此只能用Sau3A I切割质粒;该方案切割后,目的基因两侧的粘性末端以及质粒的两个粘性末端相同,可能会引起目的基因和质粒的自我环化、目的基因在质粒上的连接方向不确定等情况;为了防止这种现象的出现,我们应该选择不同的限制酶切割目的基因的两侧以及质粒,结合图1和图3分析,应该选择EcoRIBamH I切割图1所示DNA片段,EcoRISau3A I切割图3质粒。

4)结合以上分析可知,形成的重组质粒上肯定含有EcoRISau3A I的识别位点,不一定含有BamH I的识别位点,所以所得重组质粒不一定能被BamHI切割。

5)图3中,质粒上的抗生素抗性基因为标记基因,其作用是筛选出含有目的基因的受体细胞。

6)科研工作者将转基因棉花种植在盐碱地,观察其生长状况,属于个体水平上的检测。

【点睛】

本题结合基因结构图和运载体结构图,考查基因工程的技术和原理,重点是限制酶作用及其特点、质粒的组成等,要求考生认真分析图1、图2和图3,能根据图中信息选择合适的限制酶,再运用所学的知识答题。

=
考点梳理:
根据可圈可点权威老师分析,试题“ ”主要考查你对 基因诊断与基因治疗 等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下:
◎ 基因诊断与基因治疗的定义
基因诊断与基因治疗:

1、基因诊断技术的原理
(1)基因诊断:是用放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子做探针,利用DNA分子杂交原理,鉴定被检测样本上的遗传信息,从而达到检测疾病的目的。
(2)基因诊断的对象主要包括病原微生物的侵入,先天遗传性疾病和后天基因突变引起的疾病等方面。目前,基因诊断已在病毒性肝炎、艾滋病等传染病的诊断中发挥了不可替代的作用。
(3)通过基因诊断的方法检测其发生突变的基因,对于临床诊断、了解发病机理和疾病治疗都具有重要的意义。
(4)基因诊断的应用:传统诊断遗传疾病的方法是通过表现型来推测基因型。基因诊断则是从基因着手来推断表现型,这种方法不受细胞类型和发病年龄的限制,可用于一切遗传病的诊断。如半乳糖血症是一种先天性糖代谢缺陷症,通过基因诊断,发现病人缺少一个合成半乳糖转移酶的基因。如果把半乳糖转移酶的基因转入缺乏这一基因的人体中,便可以使他的缺陷症状得到改善。
2、基因治疗的发展前景
(1)基因治疗:就是把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,从而达到治疗疾病的目的。

(2)基因治疗恶性肿瘤的方案有两种:
①杀死肿瘤细胞——将抑制癌细胞增生的基因转入到癌细胞内,不仅可以阻断癌细胞繁殖,还可以诱导它自杀死亡;或将一段可以抑制癌基因转录的DNA序列导入癌细胞,使癌基因不能表达,癌细胞也就不能增殖。
②将提高人体免疫力的基因导入免疫系统,以提高人体防御功能,由人体免疫系统杀死癌细胞。
(3)基因治疗的步骤:选择治疗基因→将治疗基因和运载体结合导入到患者体内→治疗基因在细胞内正常表达。
◎ 基因诊断与基因治疗的知识扩展
(1)基因诊断技术的原理
基因诊断:是用放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子做探针,利用DNA分子杂交原理,鉴定被检测样本上的遗传信息,从而达到检测疾病的目的。
基因芯片:是将大量特定序列的DNA片段有序的固定在尼龙膜、玻片或硅片上,从而能大量、快速、平行地对DNA分子的碱基序列进行测定和定量分析。
(2)基因芯片的应用:肿瘤细胞的检测、预测老年痴呆、糖尿病。
(3)基因治疗的发展前景
基因治疗:就是把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,从而达到治疗疾病的目的。

(4)基因诊断的应用:传统诊断遗传疾病的方法是通过表现型来推测基因型。基因诊断则是从基因着手来推断表现型,这种方法不受细胞类型和发病年龄的限制,可用于一切遗传病的诊断。如半乳糖血症是一种先天性糖代谢缺陷症,通过基因诊断,发现病人缺少一个合成半乳糖转移酶的基因。如果把半乳糖转移酶的基因转入缺乏这一基因的人体中,便可以使他的缺陷症状得到改善。
基因诊断的对象主要包括病原微生物的侵入,先天遗传性疾病和后天基因突变引起的疾病等方面。目前,基因诊断已在病毒性肝炎、艾滋病等传染病的诊断中发挥了不可替代的作用。有些遗传性疾病是由特定基因突变引起的,例如苯丙氨酸羟化酶基因突变可引起苯丙酮尿症,腺苷脱氨酶基因突变可引起重症免疫缺陷症。通过基因诊断的方法检测其发生突变的基因,对于临床诊断、了解发病机理和疾病治疗都具有重要的意义。
◎ 基因诊断与基因治疗的知识拓展
知识拓展:

1、基因芯片:是将大量特定序列的DNA片段有序的固定在尼龙膜、玻片或硅片上,从而能大量、快速、平行地对DNA分子的碱基序列进行测定和定量分析。
2、基因芯片的应用:用于寻找和鉴定与疾病相关的基因;用于传染病的检测。例肿瘤细胞的检测、预测老年痴呆、糖尿病,艾滋病、前列腺癌等。
◎ 基因诊断与基因治疗的教学目标
1、了解基因诊断与基因治疗的原理。
2、了解基因诊断与基因治疗的方法。
◎ 基因诊断与基因治疗的考试要求
能力要求:了解/识记
课时要求:1
考试频率:易考
分值比重:0.5

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