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基因驅(qū)動(dòng)是指特定基因有偏向性地遺傳給下一代的自然現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn),葉用萵苣(俗稱生菜)細(xì)胞中的FANCM蛋白能夠阻止減數(shù)分裂過(guò)程中交叉互換的發(fā)生,科學(xué)家借助CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)(原理如圖1所示),研發(fā)出人工FANCM基因驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),從而在葉用萵苣中實(shí)現(xiàn)了外部引入的基因多代遺傳。圖2表示利用基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)獲得FANCM突變基因的過(guò)程,利用同源定向修復(fù)功能,可以使另一條同源染色體上也插入基因驅(qū)動(dòng)元件,從而獲得FANCM基因純合突變體。

(1)圖1中組成gRNA的單體是
核糖核苷酸
核糖核苷酸
,gRNA的作用是
gRNA(向?qū)NA)的5'端序列識(shí)別基因組DNA上的靶點(diǎn),引導(dǎo)Cas9蛋白在特定位點(diǎn)上切斷DNA雙鏈
gRNA(向?qū)NA)的5'端序列識(shí)別基因組DNA上的靶點(diǎn),引導(dǎo)Cas9蛋白在特定位點(diǎn)上切斷DNA雙鏈
,為確定圖2中基因驅(qū)動(dòng)元件是否完整插入FANCM基因,最好選擇的兩組引物是
P1、P3和P2、P4
P1、P3和P2、P4
(從圖2中P1-P4四種引物中選擇)進(jìn)行PCR。
(2)圖2中科研人員首先構(gòu)建了基因驅(qū)動(dòng)元件,將其導(dǎo)入葉用萵苣細(xì)胞中,需要將其DNA序列插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA內(nèi)部,原因是
T-DNA可以插入到受體細(xì)胞的染色體DNA中
T-DNA可以插入到受體細(xì)胞的染色體DNA中
,為提高導(dǎo)入成功率,常利用
Ca2+溶液
Ca2+溶液
處理農(nóng)桿菌。
(3)用FANCM基因純合突變體作為母本與野生型父本雜交,F(xiàn)1中有多達(dá)7%的植株為純合突變體。請(qǐng)解釋純合突變體產(chǎn)生的原因是
由于F1中來(lái)自母本的基因驅(qū)動(dòng)序列通過(guò)同源定向修復(fù),使來(lái)自父本的同源染色體上也插入CRYI 基因驅(qū)動(dòng)元件,所以用CRYI 基因純合突變體作為母本與野生型父本雜交,F(xiàn)1中有多達(dá)7%的植株為純合突變體
由于F1中來(lái)自母本的基因驅(qū)動(dòng)序列通過(guò)同源定向修復(fù),使來(lái)自父本的同源染色體上也插入CRYI 基因驅(qū)動(dòng)元件,所以用CRYI 基因純合突變體作為母本與野生型父本雜交,F(xiàn)1中有多達(dá)7%的植株為純合突變體
。
(4)利用基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)獲得FANCM基因突變純合體,在葉用萵苣遺傳育種中的應(yīng)用價(jià)值是
增加雜交育種過(guò)程中基因重組的頻率,產(chǎn)生更多新品種,加速葉用萵苣育種進(jìn)程
增加雜交育種過(guò)程中基因重組的頻率,產(chǎn)生更多新品種,加速葉用萵苣育種進(jìn)程
。
(5)遺傳學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)幾乎可以百分之百地使突變基因在該種群群體之間傳播,某些生物學(xué)家曾提出把這種技術(shù)應(yīng)用于消滅一些入侵物種,從而保護(hù)那些瀕危物種,一些遺傳學(xué)家立即呼吁增強(qiáng)這種技術(shù)的管制。請(qǐng)從生物技術(shù)安全性的角度簡(jiǎn)要談?wù)勀銓?duì)該技術(shù)的看法。

【答案】核糖核苷酸;gRNA(向?qū)NA)的5'端序列識(shí)別基因組DNA上的靶點(diǎn),引導(dǎo)Cas9蛋白在特定位點(diǎn)上切斷DNA雙鏈;P1、P3和P2、P4;T-DNA可以插入到受體細(xì)胞的染色體DNA中;Ca2+溶液;由于F1中來(lái)自母本的基因驅(qū)動(dòng)序列通過(guò)同源定向修復(fù),使來(lái)自父本的同源染色體上也插入CRYI 基因驅(qū)動(dòng)元件,所以用CRYI 基因純合突變體作為母本與野生型父本雜交,F(xiàn)1中有多達(dá)7%的植株為純合突變體;增加雜交育種過(guò)程中基因重組的頻率,產(chǎn)生更多新品種,加速葉用萵苣育種進(jìn)程
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:68引用:1難度:0.9
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    (1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成,也可以從基因文庫(kù)中獲得?;蛭膸?kù)包括
     
     
    。
    (2)生物體細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制開(kāi)始時(shí),解開(kāi)DNA雙鏈的酶是
     
    。在體外利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí),使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是
     
    。上述兩個(gè)解鏈過(guò)程的共同點(diǎn)是破壞了DNA雙鏈分子中的
     
    。
    (3)DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)的酶,常見(jiàn)的有
     
     
    ,其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是
     
    。當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時(shí),DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是
     
    。
    (4)提取RNA時(shí),提取液中需添加RNA酶抑制劑,其目的是
     
    。
    (5)若獲得的轉(zhuǎn)基因植株(幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中)抗真菌病的能力沒(méi)有提高,根據(jù)中心法則分析,其可能的原因是
     

    發(fā)布:2025/1/5 8:0:1組卷:2引用:2難度:0.6
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