【題目】環(huán)境雌激素( EEs)嚴重危害動物和人類的健康。幼年斑馬魚的卵黃蛋白原基因(Z基因)在正常情況下不表達,在EEs的誘導(dǎo)下可表達且表達水平和EEs的濃度呈正相關(guān)。為了簡便直觀地檢測水體環(huán)境中雌激素污染情況,研究人員培育了一種轉(zhuǎn)基因斑馬魚,部分過程如下。

請回答:

(1)啟動子的作用是 ____。為了獲得Z基因的啟動子,應(yīng)從斑馬魚的____(填基因組文庫“cDNA文庫)中獲取。

(2)Z基因啟動子進行擴增前,應(yīng)設(shè)計合適的引物,使擴增后的DNA片段中含有位點____ ,以便Z基因啟動子能定向插入原始質(zhì)粒的正確位置。

(3)獲得的重組質(zhì)?赏ㄟ^顯微注射到斑馬魚 ___中。為鑒定是否成功導(dǎo)入,應(yīng)選擇含有 ___(填“Z”“EGFP”)基因的DNA片段作為探針進行檢測,理由是____。

(4)選取成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的斑馬魚均分為兩組,分別在含EEs、不含EEs的環(huán)境培養(yǎng)。 一段時間后檢測相關(guān)基因的表達情況,結(jié)果如下。

培養(yǎng)條件

Z基因

EGFP基因

EEs

+

+

不含EEs

-

-

注:“+”表示相關(guān)基因表達、“-”表示相關(guān)基因未表達

依據(jù)上述結(jié)果,說出利用轉(zhuǎn)基因斑馬魚簡便直觀地檢測水體環(huán)境中雌激素污染的原理。_____。

【答案】作為RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位,驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄 基因組文庫 Hind III(或EcoR I BamH I 的切割 受精卵 EGFP 導(dǎo)入前斑馬魚基因組已含Z基因,而EGFP基因為外源基因,導(dǎo)入成功的斑馬魚才含有EGFP基因 當水體環(huán)境中含有EEs時,Z基因的啟動子被激活,使EGFP基因表達出綠色熒光蛋白,且表達水平和EEs的濃度呈正相關(guān)?梢酝ㄟ^觀察轉(zhuǎn)基因斑馬魚的熒光強度判斷水體環(huán)境中雌激素污染的程度

【解析】

基因工程的操作步驟:獲取目的基因(基因文庫、PCR、人工合成);構(gòu)建基因表達載體(含標記基因、啟動子、終止子、目的基因、復(fù)制原點等);把目的基因?qū)胧荏w細胞(顯微注射法、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法、鈣離子處理法);目的基因的檢測和鑒定(分子水平和個體水平檢測,前者包括DNA分子雜交、分子雜交和抗原抗體雜交;后者如抗蟲抗病接種實驗)。

1)啟動子作為RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位,驅(qū)動基因。部分基因文庫不含啟動子,故應(yīng)該從基因組文庫獲取Z基因的啟動子。

2)由圖可知,Z基因啟動子插入部位之前有Hind III(或EcoR I)識別位點,之后有BamH I的識別位點,故要對Z基因啟動子進行擴增前,應(yīng)設(shè)計合適的引物,使擴增后的DNA片段中含有位點Hind III(或EcoR I BamH I 的切割,以便Z基因啟動子能定向插入原始質(zhì)粒的正確位置。

3)應(yīng)該將重組質(zhì)粒導(dǎo)入到動物細胞的受精卵中,故獲得的重組質(zhì)?赏ㄟ^顯微注射到斑馬魚受精卵中。由于導(dǎo)入前斑馬魚基因組已含Z基因,而EGFP基因為外源基因,導(dǎo)入成功的斑馬魚才含有EGFP基因,故要鑒定是否成功導(dǎo)入,應(yīng)選擇含有EGFP基因的DNA片段作為探針進行檢測,看是否有雜交帶出現(xiàn)。

4)由實驗結(jié)果可知,環(huán)境中含EEsZ基因和EGFP基因均表達;不含EEs,則Z基因和EGFP基因均不表達。當水體環(huán)境中含有EEs時,Z基因的啟動子被激活,使EGFP基因表達出綠色熒光蛋白,且表達水平和EEs的濃度呈正相關(guān)。可以通過觀察轉(zhuǎn)基因斑馬魚的熒光強度判斷水體環(huán)境中雌激素污染的程度。

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B.若圖示細胞中存在2個染色體組,則為有絲分裂

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正確的分析是( )

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2)若 f 代表一種細胞器,且是合成物質(zhì) X 的場所,則 f ____________。在圖乙的④過程中,所需的轉(zhuǎn)運工具是____________,其具體功能是__________________。

3)在真核細胞中,⑤和①兩個過程發(fā)生的主要場所是____________。原核生物中遺傳信息傳遞的途徑包括________________(用圖乙中的標號表示)。

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A.該圖像中的細胞應(yīng)都位于根尖分生區(qū)

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