草甘膦是一種非選擇性除草劑,殺死雜草的同時也殺死農(nóng)作物。它與植物體內(nèi)的PEP(磷酸烯醇式丙酮酸)結(jié)構(gòu)相似,可與PEP競爭結(jié)合EPSP合酶,阻止PEP轉(zhuǎn)化,影響植物細胞正常代謝。我國科學家從草甘膦施用土壤中的某微生物體內(nèi)獲取GR79基因(草甘膦抗性基因),并將其導(dǎo)入植物體細胞中獲得抗草甘膦的轉(zhuǎn)基因植物。據(jù)圖回答下列問題:
(1)GR79基因發(fā)揮抗草甘膦作用的機理可能是 GR79基因表達的產(chǎn)物阻止(抑制)草甘膦與PEP競爭結(jié)合EPSP合酶GR79基因表達的產(chǎn)物阻止(抑制)草甘膦與PEP競爭結(jié)合EPSP合酶。從分離得到的某土壤微生物體內(nèi)獲取含有GR79基因的質(zhì)粒,并將其保存在某細菌群體(受體菌)中,各個受體菌分別含有該微生物的不同的基因,這些受體菌群中該微生物的所有DNA序列克隆的匯總,稱為 基因組文庫基因組文庫。
(2)據(jù)圖推測,利用PCR技術(shù)擴增GR79基因時,需設(shè)計能與該基因兩條模板鏈3′端 堿基互補配對堿基互補配對的引物;同時為構(gòu)建該基因表達載體,需在引物1和引物2的 5′端5′端端加上限制酶 PstⅠ和XhoⅠPstⅠ和XhoⅠ的識別序列。
(3)實驗中常采用 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將GR79基因表達載體導(dǎo)入植物受體細胞;為避免該基因在近緣農(nóng)作物中傳播,可將其導(dǎo)入植物受體細胞的 細胞質(zhì)DNA上(或葉綠體DNA或線粒體DNA或葉綠體和線粒體DNA上)細胞質(zhì)DNA上(或葉綠體DNA或線粒體DNA或葉綠體和線粒體DNA上);除溫度、酸堿度等環(huán)境因素外,影響該基因?qū)胫参锸荏w細胞成功率的因素有 農(nóng)桿菌的種類和活性、受體細胞的基因型和活性等農(nóng)桿菌的種類和活性、受體細胞的基因型和活性等。
(4)為檢測GR79基因是否導(dǎo)入植物體細胞,可在培養(yǎng)基中添加 草甘膦草甘膦篩選含該基因的受體細胞;也可利用 核酸分子雜交核酸分子雜交技術(shù)更加精準地進行檢測,若待檢DNA中含有該基因,則會發(fā)現(xiàn)硝酸纖維素膜上會出現(xiàn)放射性或熒光條帶放射性或熒光條帶。
(5)經(jīng)檢測,科研人員發(fā)現(xiàn)部分獲得GR79基因的植物幼苗不具有抗草甘膦的能力,原因可能是 草甘膦抗性基因轉(zhuǎn)錄或翻譯異常草甘膦抗性基因轉(zhuǎn)錄或翻譯異常。
【考點】基因工程的操作過程綜合.
【答案】GR79基因表達的產(chǎn)物阻止(抑制)草甘膦與PEP競爭結(jié)合EPSP合酶;基因組文庫;堿基互補配對;5′端;PstⅠ和XhoⅠ;農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化;細胞質(zhì)DNA上(或葉綠體DNA或線粒體DNA或葉綠體和線粒體DNA上);農(nóng)桿菌的種類和活性、受體細胞的基因型和活性等;草甘膦;核酸分子雜交;放射性或熒光條帶;草甘膦抗性基因轉(zhuǎn)錄或翻譯異常
【解答】
【點評】
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