玉米的光合效率較水稻的高,這與玉米中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)有很大的關(guān)系.如何將玉米的這一種酶轉(zhuǎn)移到水稻等植物上一直是植物生物學(xué)家的研究課題之一.但實(shí)踐證明,常規(guī)雜交育種手段很難如愿以償.最近,有人利用土壤農(nóng)桿菌介導(dǎo)法,將完整的玉米PEPC基因?qū)氲搅怂镜幕蚪M中,為快速改良水稻的光合作用效率,提高糧食作物產(chǎn)量開辟了新途徑.
(1)玉米和水稻很難利用常規(guī)雜交手段雜交是因?yàn)?div id="3avhyh2" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

(2)獲得PEPC基因后,將其導(dǎo)入土壤農(nóng)桿菌的質(zhì)粒中,獲得重組質(zhì)粒需要的工具是
 
,請(qǐng)?jiān)诳蛑醒a(bǔ)充某DNA片段并畫出切割形成黏性末端的過程示意圖.

(3)導(dǎo)入完成后得到的土壤農(nóng)桿菌,實(shí)際上只有少數(shù)導(dǎo)入了重組質(zhì)粒,可根據(jù)質(zhì)粒中含有的
 
篩選出成功導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的土壤農(nóng)桿菌.
(4)用含有重組質(zhì)粒的土壤農(nóng)桿菌感染水稻細(xì)胞,即使感染成功,PEPC基因通過一定途徑整合到水稻的基因組中,但不一定會(huì)表達(dá),原因最可能是
 

A.玉米和水稻不共用一套密碼子
B.水稻中缺乏合成PEPC的氨基酸
C.PEPC基因受到水稻基因組中相鄰基因的影響
D.整合到水稻基因組中的PEPC基因被水稻的某種酶破壞了
(5)PEPC基因在水稻細(xì)胞中成功表達(dá)的標(biāo)志是
 
.如目的基因完成了表達(dá),則其表達(dá)過程可表示為
 

(6)得到PEPC基因成功表達(dá)的水稻細(xì)胞后,科研人員常采用
 
方法獲得轉(zhuǎn)基因水稻植株.
考點(diǎn):基因工程的原理及技術(shù),植物培養(yǎng)的條件及過程
專題:
分析:玉米和水稻不是同一個(gè)物種,兩者之間存在生殖隔離.
基因工程的三種工具:限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)、DNA連接酶、運(yùn)載體.基本操作步驟主要包括四步:①目的基因的獲取,②基因表達(dá)載體的構(gòu)建,③將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,④目的基因的檢測(cè)與鑒定.
轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題:食物安全(滯后效應(yīng)、過敏源、營(yíng)養(yǎng)成分改變)、生物安全(對(duì)生物多樣性的影響)、環(huán)境安全(對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響).
解答: 解:(1)玉米和水稻是不同的物種,存在生殖隔離,隨意不能雜交.
(2)基因工程中使用到的酶為限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則補(bǔ)充DNA片段,再根據(jù)限制酶的特點(diǎn)畫出粘性末端.(具體見答案)
(3)標(biāo)記基因存在的作用便于篩選含目的基因的受體細(xì)胞.
(4)凡是影響轉(zhuǎn)錄或翻譯的因素都可能會(huì)影響PEPC基因的表達(dá).影響其表達(dá)的原因有:水稻中缺乏合成PEPC的氨基酸、PEPC基因受到水稻基因組中相鄰基因的影響、整合到水稻基因組中的PEPC基因被水稻的某種酶破壞了.所有生物都共用一套密碼子,排除A;參與蛋白質(zhì)合成的氨基酸大約有20種,缺乏合成PEPC的氨基酸可能性有但比較小,排除B;PEPC基因在水稻細(xì)胞中以前沒有,所以水稻細(xì)胞中存在破壞它的酶可能有,但可能性也不大,排除D;可能性最大的就是受到水稻基因組中相鄰基因的影響,故選C.
(5)PEPC基因在水稻細(xì)胞中成功表達(dá)的標(biāo)志是在水稻細(xì)胞中合成PEPC(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶).如目的基因完成了表達(dá),則其表達(dá)過程可表示為PEPC基因
轉(zhuǎn)錄
mRNA
翻譯
PEPC.
(6)由細(xì)胞得到完整植株,要利用植物細(xì)胞的全能性,所以應(yīng)該用組織培養(yǎng)的方法.
故答案為:
(1)玉米和水稻存在生殖隔離
(2)限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶     
(3)標(biāo)記基因
(4)C
(5)在水稻細(xì)胞中合成PEPC          PEPC基因
轉(zhuǎn)錄
mRNA
翻譯
PEPC
(6)組織培養(yǎng)
點(diǎn)評(píng):本題考查基因工程的工具及步驟,理解基因工程的步驟及使用的工具是解決此題的關(guān)鍵,難度適中.基因工程的工具有:限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和運(yùn)載體.其中,限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶屬于工具酶.
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    科目:高中生物 來(lái)源: 題型:

    下列關(guān)于染色體和質(zhì)粒的敘述,正確的是( 。
    A、染色體只存在于真核生物細(xì)胞中,質(zhì)粒只存在于原核生物細(xì)胞中
    B、在基因工程中染色體和質(zhì)粒均可以作為運(yùn)載體
    C、染色體和質(zhì)粒與生物的遺傳有關(guān)
    D、染色體和質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)相同

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    科目:高中生物 來(lái)源: 題型:

    正常情況下,僅位于X染色體上的基因決定的遺傳病的判斷方法,錯(cuò)誤的是( 。
    A、隱性遺傳病患者的女性,所生兒子一定皆患病
    B、隱性遺傳病患者的女性,所生女兒一定皆患病
    C、顯性遺傳病患者的男性,其女兒一定皆患病
    D、顯性遺傳病患者女性(純合子),所生子女一定皆患病

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    科目:高中生物 來(lái)源: 題型:

    科學(xué)家為了研究抑制基因表達(dá)的機(jī)制,在基因啟動(dòng)子后插入一段顛倒的轉(zhuǎn)錄區(qū)序列(如圖所示),導(dǎo)致新基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA因分子內(nèi)部形成互補(bǔ)區(qū)而失去功能.對(duì)該操作描述不正確的是(  )
    A、需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶
    B、在細(xì)胞外實(shí)現(xiàn)了人工基因突變
    C、干擾了基因表達(dá)中的轉(zhuǎn)錄過程
    D、轉(zhuǎn)錄形成的mRNA分子內(nèi)部靠A-U、C-G配對(duì)形成互補(bǔ)區(qū)

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    科目:高中生物 來(lái)源: 題型:

    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),請(qǐng)根據(jù)下面的流程回答下列問題:
    獲得甲生物合成該蛋白質(zhì)的信使RNA
    目的基因
    與質(zhì)粒DNA重組
    導(dǎo)入乙生物細(xì)胞
    獲得甲生物的蛋白質(zhì)
    (1)①操作過程需加入的四種核苷酸是
     

    (2)②過程首先要用
     
    酶切斷質(zhì)粒DNA,再用
     
    組在一起.
    (3)在②操作過程中,若目的基因的黏性末端為,則其運(yùn)載體與之相對(duì)應(yīng)的黏性末端是
     

    (4)經(jīng)過③過程導(dǎo)入受體細(xì)胞的質(zhì)粒是否能夠自主復(fù)制?
     

    (5)④是目的基因的表達(dá)過程,此過程包括.
     

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    科目:高中生物 來(lái)源: 題型:

    目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后,是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性,只有通過檢測(cè)與鑒定才能知道.下列檢測(cè)與鑒定方法中錯(cuò)誤的是( 。
    A、用顯微鏡觀察染色體的形態(tài)與結(jié)構(gòu)檢測(cè)受體細(xì)胞是否導(dǎo)入了目的基因
    B、采用分子雜交技術(shù)檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA
    C、通過抗原-抗體雜交檢測(cè)目的基因是否翻譯成了蛋白質(zhì)
    D、做抗蟲或抗病的接種實(shí)驗(yàn)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物是否具有抗性

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    科目:高中生物 來(lái)源: 題型:

    生物學(xué)家通過基因工程培育出了能夠通過乳房生物反應(yīng)器生產(chǎn)人的血清蛋白.
    (1)“分子手術(shù)刀”
     

    (2)“分子縫合針”
     
    ,
    (3)“分子運(yùn)輸車”
     

    (4)操作步驟:從人的
     
    獲取目的基因;目的基因與
     
    結(jié)合構(gòu)建基因表達(dá)載體;在基因表達(dá)載體中還應(yīng)插入
     
    和終止子.然后把基因表達(dá)載體導(dǎo)入牛的
     
    ,通過發(fā)育形成的牛體細(xì)胞含人的
     
    ,成熟的牛產(chǎn)的奶中含有
     
    ,證明基因操作成功.
    (5)人的基因在牛體內(nèi)能表達(dá),說明人和牛
     
    把重組質(zhì)粒導(dǎo)入植物細(xì)胞主要方法
     
    導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞方法
     
      微生物方法
     

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    科目:高中生物 來(lái)源: 題型:

    在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kan)常作為標(biāo)記基因,只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長(zhǎng).下圖為獲得抗蟲棉的技術(shù)流程.請(qǐng)據(jù)圖回答:

    (1)A過程需要的酶有
     

    (2)在基因工程中,基因表達(dá)載體的構(gòu)建非常關(guān)鍵,對(duì)表達(dá)載體的要求是必需具有啟動(dòng)子、
     
    、
     
    、
     
    等條件.
    (3)質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)是
     
    ,B過程及其結(jié)果體現(xiàn)了質(zhì)粒作為運(yùn)載體必須具備的兩個(gè)條件是
     

    (4)C過程的培養(yǎng)基除含有必要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂和激素外,還必須加入
     

    (5)如果利用DNA分子雜交原理對(duì)再生植株進(jìn)行檢測(cè),D過程應(yīng)該用
     
    作為探針.
    (6)抗蟲基因能在棉花細(xì)胞內(nèi)表達(dá),其根本原因是
     

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    科目:高中生物 來(lái)源: 題型:

    下列不符合如圖所示含義的是( 。
    A、將酵母菌置于葡萄糖溶液中,當(dāng)酵母菌放出的CO2與吸入的O2之比為2時(shí),需氧呼吸與厭氧呼吸消耗的葡萄糖之比
    B、卵原細(xì)胞減數(shù)分裂產(chǎn)生的卵細(xì)胞和極體數(shù)目之比
    C、將用15N標(biāo)記的DNA置于含14N的環(huán)境中培養(yǎng),連續(xù)復(fù)制3次后經(jīng)密度梯度離心后,窄帶和寬帶之比
    D、兩只黑色豚鼠(為雜合體)相交,產(chǎn)生了4只小豚鼠,這4只小豚鼠的表現(xiàn)型之比

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