高中 | 第3节 基因工程的应用 题目答案及解析

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选择性必修三 生物技术与工程

第三章 基因工程

第3节 基因工程的应用

科学家采用了图所示流程,将除草剂抗性基因导入到玉米细胞中,以期获得抗除草剂性状的转基因玉米。图中的报告基因含有内含子,不能在原核生物中正确表达,其正确表达产物能催化无色物质$\rm K$呈现蓝色;通常利用报告基因来标定目的基因,筛选得到转基因生物。转化过程中常有残留农杆菌附着在愈伤组织表面,进而导致未转化的愈伤组织也可能在含除草剂的培养基中生长,称为假阳性。请回答下列问题:

  

培育转基因抗除草剂玉米的核心工作步骤是                                                                ;通常采用                技术获得大量的除草剂抗性基因。

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基因表达载体的构建;$\\rm PCR$

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基因工程的核心步骤是基因表达载体构建,目的是要让目的基因在受体细胞中稳定存在,并且遗传给下一代,同时,使目的基因能够表达和发挥作用。$\rm PCR$根据$\rm DNA$半保留复制的原理,在体外提供参与$\rm DNA$复制的各种组分与反应条件,对目的基因的核苷酸序列进行大量复制。

将除草剂抗性基因插入到$\rm Ti$质粒中$\rm T-DNA$上的目的是                                                                

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让目的基因随着$\\rm T-DNA$一起转移到被侵染的细胞,并整合到该细胞的染色体$\\rm DNA$

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农杆菌细胞内含有$\rm Ti$质粒,当它侵染植物细胞后,能将$\rm Ti$质粒上的$\rm T-DNA$(可转移的$\rm DNA$)转移到被侵染的细胞,并且将其整合到该细胞的染色体$\rm DNA$上。

通过在培养基中添加                进行“筛选$\rm 1$”,为了排除假阳性干扰,需通过在培养基中添加                                                                进行“筛选$\rm 2$”。

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氨苄青霉素;无色物质$\\rm K$或者除草剂和无色物质$\\rm K$

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筛选$\rm 1$的目的是获得含有目的基因的农杆菌,需要借助质粒上的标记基因,所以添加氨苄青霉素,由于报告基因在原核细胞中无法表达,在真核中才能表达,为了排除假阳性,在筛选$\rm 2$时要添加无色物质$\rm K$

科研人员在研究转基因抗除草剂玉米的遗传稳定性时,发现$\rm 60$株玉米中有$\rm 8$株该基因的遗传不符合孟德尔遗传的分离比,在它们的后代中出现了较多没有抗除草剂能力的植株,其原因可能是                                                                (答出一点即可)。

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多个基因同时插入,导致基因失活;除草剂抗性基因发生了新的突变导致其功能丧失;外源基因丢失;外源基因重排等。

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外源基因插入基因组中可能为单位点插入,或者同一染色体多位点插入,或者不同染色体多位点插入。大多数情况下,插入的位点难以做到定点插入;插入的拷贝数也是随机的。因此,外源基因在转基因植物中的遗传是很复杂的。除此之外,外源基因丢失、基因重排等也都可能影响外源基因的稳定性。

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