高中 | 第1节 基因指导蛋白质的合成 题目答案及解析

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必修二 遗传与进化

第四章 基因的表达

第1节 基因指导蛋白质的合成

罗氏沼虾是我国重要的经济虾类之一,具有生长速度快、营养价值高等优点。研究者利用$\rm RNA$干扰技术降低了罗氏沼虾$\rm COX_{2}$基因的表达水平,借此探索了影响罗氏沼虾生长速度的相关因素。

$\rm RNA$干扰的基本原理是向细胞中导入$\rm COX_{2}$基因的反义基因,经转录后产生的$\rm RNA$能与$\rm COX_{2}mRNA$按照碱基互补配对原则结合,从而阻止该基因的                 过程,降低该基因表达水平。

[["翻译"]]

$\rm RNA$干扰的基本原理是向细胞中导入一段$\rm RNA$(反义$\rm RNA$),它能与$\rm COX_{2}mRNA$按照碱基互补配对原则结合,从而阻止该基因表达过程中的翻译过程,降低该基因表达水平。

研究者给罗氏沼虾导入$\rm COX_{2}$基因的反义基因后,检测了其有氧呼吸中催化$\rm ATP$大量合成的$\rm X$酶的活性,结果如图所示。若要利用$\rm COX_{2}$基因(见图甲)和$\rm P1$噬菌体载体(见图乙)构建$\rm COX_{2}$基因的反义基因(见图丙),限制性内切核酸酶的酶切位点分别是$\rm Bgl$Ⅱ($\rm A↓GATCT$)、$\rm EcoRI$$\rm G↓AATTC$)和$\rm Sau3AI$$\rm ↓GATC$)。

$\rm X$酶主要存在于细胞中的                上。

②构建$\rm COX_{2}$基因的反义基因载体是基因工程的核心步骤,构建基因表达载体的目的是使目的基因能够在受体细胞中稳定存在、遗传给下一代,并且能够                                                  。构建$\rm COX_{2}$基因的反义基因载体应选用                                两种限制酶。

③罗氏沼虾在生长发育过程中进行生命活动时需要大量的$\rm ATP$提供能量,根据图中结果推测,导入$\rm COX_{2}$基因的反义$\rm RNA$后,罗氏沼虾的生长速度将变慢,原因是导入$\rm COX_{2}$基因的反义$\rm RNA$后,                                                                                 

[["

线粒体内膜;使目的基因在受体细胞中稳定表达;$\\rm EcoR$Ⅰ;$\\rm Sau3A$Ⅰ;$\\rm COX_{2}$基因的表达水平下降,$\\rm X$酶的活性下降,而$\\rm X$酶能催化$\\rm ATP$的大量合成,因而生长缓慢

"]]

①有氧呼吸过程中$\rm ATP$的大量合成发生在线粒体内膜上,因而可推测$\rm X$酶主要存在于细胞中的线粒体内膜上。

②构建基因表达载体的目的是使目的基因能够在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代并能使目的基因在受体细胞中表达。限制性内切核酸酶的酶切位点分别是$\rm Bgl$Ⅱ($\rm A↓GATCT$)、$\rm EcoR$Ⅰ($\rm G↓AATTC$)和$\rm Sau3A$Ⅰ($\rm ↓GATC$),由图可知,用$\rm EcoR$Ⅰ($\rm G↓AATTC$)和$\rm Sau3A$Ⅰ($\rm ↓GATC$)切割目的基因和$\rm P1$噬菌体载体,构建的重组$\rm DNA$$\rm RNA$聚合酶在插入目的基因上的移动方向一定与图丙相同。

③罗氏沼虾在生长发育过程中进行生命活动时需要大量的$\rm ATP$提供能量,根据图中结果推测,注射$\rm COX_{2}$基因的反义$\rm RNA$后,$\rm X$酶的活性下降,而$\rm X$酶能催化$\rm ATP$的大量合成,因而罗氏沼虾的生长速度由于$\rm ATP$供应不足而变慢。

为检测$\rm COX_{2}$基因的反义基因导入是否成功,用放射性标记的$\rm COX_{2}$基因作为探针分别检测转基因罗氏沼虾的$\rm DNA$$\rm RNA$,均出现杂交带,是否可以说明$\rm COX_{2}$基因的反义基因成功导入受体细胞并转录出相应$\rm mRNA$?                (填“是”或“否”),理由是                                                                                  

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否;$\\rm COX_{2}$基因转录的$\\rm RNA$也能与放射性标记的$\\rm COX_{2}$基因碱基互补出现杂交带

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由于$\rm COX_{2}$基因转录的$\rm RNA$也能与放射性标记的$\rm COX_{2}$基因碱基互补出现杂交带,所以用放射性标记的$\rm COX_{2}$基因作为探针检测转基因罗氏沼虾的$\rm DNA$$\rm RNA$都出现杂交带,不能说明$\rm COX_{2}$基因的反义基因导入成功。

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