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非选择题-解答题 较难0.4 引用3 组卷675
拟南芥体内的基因X具有多个启动子,通过一种光敏色素作为受体,对光刺激进行应答,由此选择不同的启动子并转录出长度不同的mRNA,从而表达出存在于细胞内不同位置的不同蛋白质,由此使拟南芥呈现出不同的生长状态。其相关蛋白的合成过程如下图所示。

(1)两种蛋白质___(“a”或“b”)末端的氨基酸序列相同,该末端对应的是蛋白质的___(“-NH2”或“-COOH”)末端。a末端是引导蛋白质被运输进入叶绿体的信号肽段。
(2)研究人员通过特定技术,将绿色荧光蛋白(GFP)的基因片段插入到基因X的特定位置,使表达出的蛋白质X①、X②能带有绿色荧光蛋白,以实现它们在细胞内的可视化,由此得到A系植株。(GFP基因不含启动子和终止子)
①根据图1,GFP基因片段应插入到基因X内字母___表示的特定位置。
②GFP基因来自于水母等动物的细胞中,需先选择合适的限制酶将其从染色体DNA上切割下来。GFP基因两侧的碱基序列如图2所示,根据碱基序列应选择下表中的___进行切割。

限制酶识别序列
BamHⅠG↓GATCC
CCTAG↑G
HindⅢA↓AGCTT
TTCGA↑A
NotⅠG↓CGGCCGC
CGCCGGC↑G
EcoRⅠG↓AATTC
CTTAA↑G
③酶切前需对GFP基因进行PCR扩增,b侧所用引物已经确定,a侧引物需在以下4种中进行选择。根据a侧序列应选择___,不选其他3种的理由是___。在PCR仪中完成4个循环后,含有该引物的DNA片段数为___个。
引物1:5’ATCCTGCTA3’
引物2:5’TATGGATCC3’
引物3:5’GGATCCATA3’
引物4:5’GGAAGGATA3’
(3)研究人员在A系植株的基础上,去除产生光敏色素的基因后得到B系植株。随后,分别在黑暗条件和红光条件下培养A、B两系植株,培养条件及观测到荧光的部位如表1所示。
表1GFP荧光的局部部位

发育条件
黑暗条件红光条件
A系植物细胞质基质叶绿体
B系植物细胞质基质细胞质基质
根据以上研究结果,A系植株对红光刺激作出应答被激活的原因是___
2024·湖南株洲·一模
知识点:遗传信息的翻译PCR扩增的原理与过程基因表达载体的构建目的基因的检测与鉴定 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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拟南芥体内的基因X具有多个启动子,通过一种光受体对不同光质刺激进行应答,选择不同的启动子并转录出长度不同的mRNA,从而表达出存在于细胞内不同位置的蛋白质,使拟南芥呈现出不同的生长状态。其相关蛋白的合成过程如图1所示。

   

(1)启动子与起始密码子发挥的作用分别是_____________
(2)据图1分析,与蛋白质X②相比,蛋白质X①的a末端在结构上的区别是___________
(3)研究人员通过特定技术,将绿色荧光蛋白(GFP)的基因片段(GFP基因不含启动子和终止子)插入到基因X的特定位置,使表达出的蛋白质X①、X②能带有绿色荧光蛋白,以实现它们在细胞内的可视化,由此得到A系植株。
①根据图1,GFP基因片段不能插入到基因X的B位置,原因是____________
②根据图2中GFP基因两侧的碱基序列选择下表中的___________酶可以将其从染色体基因组中切割下来。

限制酶

识别序列

限制酶

识别序列

BamHI

G↓GATCC

CCTAG↑G

NotI

G↓CGGCCGC

CGCCGGC↑G

HindⅢ

A↓AGCTT

TTCGA↑A

EcoRI

G↓AATTC

CTTAA↑G


(4)研究人员在A系植株的基础上,去除光受体基因后得到B系植株。随后,分别在黑暗条件和红光条件下培养A、B两系植株,培养条件及观测到荧光的部位如下表所示。

GFP荧光的局部部位

光照条件

黑暗条件

红光条件

A系植株

细胞质基质

叶绿体

B系植株

细胞质基质

细胞质基质

综合以上研究结果,红光条件下A系植株与B系植株基因X表达所使用的启动子分别是__________,判断依据是___________
Cre/loxP酶系统是在基因或染色体水平上对生物基因进行遗传改造的一种技术,可以在DNA的特定位点上执行碱基序列的删除、插入以及重组等,从而实现基因的定点编辑。
(1)1是利用Cre/loxP酶系统敲除基因的过程。loxP序列具有方向性,由中间的间隔序列和两侧的反向重复序列组成。当某一条DNA片段上待敲除基因的两端存在同向loxP序列时,Cre酶识别并结合到loxP序列的反向重复序列区。两个loxP序列的间隔序列被Cre酶定点切开,4个黏性末端序列交错两两连接,其中待敲除基因两端的序列进行连接,连接时形成的化学键是___________,敲除的基因片段会形成___________(填“线状”或“环状”)结构。

(2)图2是利用Cre/loxP酶系统构建融合基因的过程。首先用PCR对Bt基因(抗虫)和Bar基因(抗除草剂)分别扩增,然后对所获得片段进行连接,再用Cre/loxP酶系统处理获得Bt-Bar融合基因。在用PCR1扩增Bt基因时,所用的2种引物的结合位置在启动子的__________和终止子的__________;又有研究表明,大多数限制酶对裸露的位点不能识别切割,因此必须对识别序列5'末端进行修饰并加上保护碱基,如GGG。由此推测,对Bar基因引物5’端序列的要求是___________________,并______________________

(3)图3是用Cre/loxP酶系统敲除转基因烟草细胞内Bar基因的部分过程。已知图中的启动子和终止子可在烟草细胞中正常发挥作用,Cre酶基因在环境中存在Tam化学物质时才能激活表达。重组Ti质粒中的Bar基因作为基因表达载体中的___________可对转化后的烟草细胞进行筛选。进行图3所示敲除后,DNA片段1中Bt基因不能正确表达,据图分析,原因是______________;若不对融合基因中的Bar基因进行敲除处理,仅在翻译水平上不让Bar基因表达,可利用Cre/loxP酶系统在Bt基因和Bar基因之间插入终止密码子对应的DNA序列。

(4)图4是经过修饰后的转基因烟草细胞内的融合基因所在片段及相关引物的结合位点。为检测Bar基因是否被成功敲除同时未影响Bt基因的正常表达,可用PCR技术进行鉴定:
实验组:首先提取在有Tam环境下培养的转基因烟草细胞质中的总RNA,进行逆转录获得cDNA,然后加入引物1和引物2进行PCR扩增,再进行电泳分离,观察有无Bt基因和Bar基因的条带。
对照组:用未进行敲除处理的转基因烟草细胞,其余同实验组。

若实验组敲除成功,则电泳结果为:
实验组:_____________;对照组:______
(5)筛选出酶后,为满足生产上的需要对其进行改良,这种技术属于__________,该工程的起点是_____________
二化螟的幼虫主要危害水稻的叶和茎,严重影响产量。转Bt基因水稻能一定程度抵抗二化螟的侵害,cryIC基因能促进Bt基因的表达。科研人员采用GALA/UAS基因调控系统构建了转基因抗虫水稻,实验部分流程如图1所示。GALA/UAS系统调控基因表达的机理如图2所示:UAS序列抑制靶基因表达使靶基因沉默,GAL4是一种转录活性因子,可特异性地识别并结合于UAS序列激活UAS下游基因的转录。

   

(1)图1中①②过程所用基因常用PCR扩增的方法获得。PCR的原理是___________;此过程需要用引物,其定义是____________。①②过程前需要构建基因表达载体,此过程需用相同的限制酶切割目的基因与载体,原因是___________。③④过程除了要进行目的基因的检测和鉴定外,还需要进行植物组织培养才能将细胞培养成转基因个体。
(2)现已获得crylC基因、Bt基因和绿色荧光蛋白基因GFP。拟采用农杆菌转化法导入目的基因,图3为Ti质粒的T-DNA片段示意图。若要以GFP基因为标记基因筛选受体细胞,通过特异性启动子-GAL4调控UAS-靶基因的表达,使Bt基因只在杂交子代的叶片和茎鞘中高效表达,则构建UAS-靶基因表达载体时,应将Bt、crylC、GFP三个基因插入到图3所示TDNA中的位置分别____________。(用序号①②③作答)

   

(3)将GAL4转基因个体与UAS-Bt转基因个体杂交得F1,F1全表现为抗虫,F1自交得F2,F1植株表现抗虫性状的原因是___________。若F2中表型及其比例为___________,则GAL4基因和Bt基因插入一对同源染色体上;(假设插入的基因均有效,个体的存活率相等)
(4)采用GAL4UAS系统培育转基因水稻,构建GAL4基因表达载体时采用叶片和茎鞘中特异性表达基因的启动子,可使靶基因只在植株叶片和茎鞘中表达。该技术在提高食品安全方面可能存在一定的意义,具体表现为___________

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