【題目】在天宮二號上進行的擬南芥培育實驗中,為監(jiān)控植物的開花過程,科研人員給擬南芥安裝了“追蹤器”,即利用控制植物開花基因相同的“啟動子”(啟動子是RNA聚合酶識別、結(jié)合和開始轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列,決定基因的轉(zhuǎn)錄與否)帶動綠色熒光蛋白(GFP)基因在微重力條件下表達并獲得實時熒光圖像。轉(zhuǎn)基因擬南芥植物在構(gòu)建過程中首先需分別構(gòu)建植株A和植株B,安裝“追蹤器”和構(gòu)建植株A過程如圖1所示。

1據(jù)圖1分析,圖中步驟①進行的切割,選擇的限制酶是

A.EcoRⅠ酶B.HindⅢ酶

C.EcoRⅠ酶和HindⅢ酶D.HindⅢ酶和BamHⅠ

2獲得轉(zhuǎn)基因擬南芥植株A的基因工程目的基因是___________;受體細胞是___________;蚬こ滩襟E④是___________。

3在步驟⑤中,讓含重組Ti質(zhì)粒1的農(nóng)桿菌侵入擬南芥愈傷組織而非擬南芥葉肉細胞的主要原因是______________________;步驟⑥主要運用的技術(shù)是____________

科研人員進一步構(gòu)建植株B,構(gòu)建過程如圖2所示,圖2中啟動子序列與圖1中相同。

4已知步驟⑤為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。因為Ti質(zhì)粒既有在細菌中表達的基因,同時又有在高等植物中表達的基因,所以需要將重組質(zhì)粒2Ti質(zhì)粒重組后,再導(dǎo)入受體細胞。下列關(guān)于所選Ti質(zhì)粒的說法正確的是

A.Ti質(zhì)粒本身應(yīng)具有綠色熒光蛋白基因

B.Ti質(zhì)粒本身應(yīng)具有植物開花基因

C.Ti質(zhì)粒為雙鏈閉環(huán)DNA分子

D.Ti質(zhì)粒的受體細胞應(yīng)為農(nóng)桿菌細胞

5科研人員對重組質(zhì)粒2直接進行基因測序,以篩選獲得重組質(zhì)粒2。除此方法外,利用圖2所給信息,試舉出其他篩選重組質(zhì)粒2的方法。____________________________________。

6科研人員成功獲得植株A和植株B后,如何獲得純合轉(zhuǎn)基因擬南芥植株?純合轉(zhuǎn)基因擬南芥植株有何優(yōu)點?________________________________________________。

【答案】

1D

2綠色熒光蛋白基因 擬南芥愈傷組織細胞 篩選含重組Ti質(zhì)粒1的農(nóng)桿菌

3愈傷組織的全能性較強,更容易組織培養(yǎng)成功,葉肉細胞高度分化 植物組織培養(yǎng)技術(shù)

4CD

5將重組質(zhì)粒2導(dǎo)入大腸桿菌(其他合適的受體細胞也可),能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長,不能在含四環(huán)素或含卡那霉素的培養(yǎng)基中生長的為重組質(zhì)粒2

6科研人員成功獲得植株A和植株B后,再通過雜交及純合體篩選試驗(經(jīng)過純合體篩選獲得的植株親本性狀能夠穩(wěn)定遺傳),進而獲得純合轉(zhuǎn)基因擬南芥植株。

轉(zhuǎn)基因擬南芥植株的優(yōu)點:因為用相同的啟動子,所以當要開花的時候,開花基因會表達,而熒光蛋白基因也會表達,科學(xué)家能夠通過監(jiān)控實時熒光圖像,監(jiān)控擬南芥植株的開花過程,操作方便,信息準確

【解析】

分析圖1可知,①將目的基因?qū)胭|(zhì)粒;②構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒;③將重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌細胞;④篩選含重組Ti質(zhì)粒1的農(nóng)桿菌;⑤導(dǎo)入受體細胞(農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法);⑥植物組織培養(yǎng)。

1分析圖1可知,EcoRⅠ酶會破壞GFP基因,A、C錯誤;HindⅢ酶單獨切割,不能獲得啟動子序列,B錯誤;要獲得GFP基因和啟動子序列,需要HindⅢ酶和BamHⅠ酶共同切割,D正確。

故選D。

2根據(jù)圖1分析可知,通過基因工程獲得轉(zhuǎn)基因擬南芥植株A的目的基因是,具有與植物開花基因相同“啟動子”的綠色熒光蛋白基因;由⑤過程可知,受體細胞是擬南芥愈傷組織細胞;基因工程步驟④是篩選含重組Ti質(zhì)粒1的農(nóng)桿菌。

3在步驟⑤中,以擬南芥的愈傷組織作受體細胞,是因為愈傷組織的全能性較強,更容易通過組織培養(yǎng)形成轉(zhuǎn)基因植株,葉肉細胞高度分化,全能性不易表達;步驟⑥是將擬南芥愈傷組織通過再分化形成植株A,利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)。

4A、由圖1可知,綠色熒光蛋白基因位于質(zhì)粒1上,Ti質(zhì)粒本身不具有該基因,A錯誤;

B、由圖2可知,植物開花基因為目的基因,Ti質(zhì)粒本身不具有該基因,B錯誤;

C、Ti質(zhì)粒是獨立于細菌擬核之外的小型雙鏈閉環(huán)DNA分子,C正確;

D、由過程③可知,Ti質(zhì)粒的受體細胞應(yīng)為農(nóng)桿菌細胞,D正確。

故選CD。

5當質(zhì)粒2中插入啟動子序列和開花基因后,Tcr基因和Kan基因被破壞,Ampr基因正常,所以可以將重組質(zhì)粒2導(dǎo)入大腸桿菌,并分別在含氨芐青霉素、四環(huán)素、卡那霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)大腸桿菌,篩選出能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長,而不能在含四環(huán)素或含卡那霉素的培養(yǎng)基中生長的,即為重組質(zhì)粒2。

6將成功獲得的植株A和植株B進行雜交,篩選出后代能夠穩(wěn)定遺傳的親本個體,進而獲得純合轉(zhuǎn)基因擬南芥植株。因為熒光蛋白基因和開花基因用了相同的啟動子,所以當擬南芥植株要開花時,熒光蛋白基因和開花基因會一起表達,科學(xué)家能夠通過監(jiān)控實時熒光圖像,監(jiān)控擬南芥植株的開花過程,操作方便,信息準確。

本題結(jié)合擬南芥的太空培育實驗,主要考查基因工程和植物組織培養(yǎng)的相關(guān)知識,掌握基因工程的操作方法和原理是解題的關(guān)鍵。

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C.b點施加一強刺激,則該點的膜電位變?yōu)閮?nèi)正外負,并在f點可測到電位變化

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B.自交結(jié)果中黃色非甜與紅色甜比例31

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