拟南芥因生长周期短、基因组小等特点,常被作为模式植物进行实验探究。研究者对拟南芥果荚开裂的机理做了相关研究。请回答下列问题:
(1)野生型拟南芥果荚成熟后会完全开裂并释放种子,是植物 繁衍繁衍后代的重要途径。果荚开裂区域细胞的细胞壁在 纤维素酶和果胶酶纤维素酶和果胶酶等酶的作用下被降解。
(2)研究者通过筛选拟南芥T-DNA插入突变体库,获得果荚不开裂的突变体甲。检测发现突变体甲的M酶活性丧失,推测是由于编码M酶的M基因插人了T-DNA所致。为了验证上述推测,研究者利用不同的引物对,分别进行PCR以检测野生型拟南芥及突变体甲的基因型,结果如图1所示(注:A表示引物1、3组合扩增结果,B表示引物2、3扩增结果)。

①利用农杆菌转化法时,必须将目的基因插入到 Ti质粒Ti质粒的T-DNA上,此方法的不足之处是 该方法不适用于单子叶植物该方法不适用于单子叶植物。
②若突变体甲M基因因插入T-DNA表现为M酶活性丧失,则推测编码M酶的M基因 突变突变成m基因。
③PCR反应完成后,常采用 琼脂糖凝胶电泳琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物,若推测正确,请在图2中标出引物1、2的位置及方向。
。
(3)进一步研究发现,另有突变体乙的果荚开裂程度介于不开裂与完全开裂之间。而一些油料作物如油菜,若果荚过早开裂,会降低种子收获产量,从而影响经济收入。请结合以上研究结果预测在农业生产上的应用 将拟南芥的研究成果转化到油菜的培育中,精准调控油菜果荚的开裂程度,实现最佳经济效益将拟南芥的研究成果转化到油菜的培育中,精准调控油菜果荚的开裂程度,实现最佳经济效益。


【答案】繁衍;纤维素酶和果胶酶;Ti质粒;该方法不适用于单子叶植物;突变;琼脂糖凝胶电泳;
;将拟南芥的研究成果转化到油菜的培育中,精准调控油菜果荚的开裂程度,实现最佳经济效益

【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:25引用:2难度:0.6
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2.学习以下材料,回答(1)~(4)题。
利用抑制性tRNA进行无义突变遗传病的治疗
无义突变是由于某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子(UAA、UAG或UGA),从而使肽链合成提前终止,造成蛋白质的功能改变,引发相关疾病。约有10%~15%的人类基因相关遗传疾病是由无义突变引发的。常规的基因治疗是将正常基因的cDNA序列或是有治疗价值的基因(如CRISPR-Cas9相关的基因编辑工具)通过一定的方式导入人体靶细胞内,达到替代或修复缺陷基因、治疗疾病的目的。导入基因插入位置不当、过高或过低表达,都可能会导致副作用。尽管基因编辑可以实现生理水平的基因表达,但基因编辑工具引入外源蛋白可能引发强烈的免疫反应仍然是巨大的挑战。
抑制性tRNA(sup-tRNA)由天然tRNA改造而来,它的反密码子通过碱基配对原则可以识别无义突变的终止密码子,使得mRNA在翻译至无义突变位点时不启动翻译终止而是继续向后进行翻译,获得有功能的全长蛋白。
I型黏多糖贮积症的病因,是相关基因发生无义突变,产生终止密码子UAG。研究者构建小鼠该突变基因mldua和Flag基因融合的载体(图1),以及针对该无义突变设计的sup-tRNA表达载体(产生的sup-tRNA能够识别UAG并携带酪氨酸Tyr,简写作sup-tRNATyr),将其导入细胞进行研究,发现与具有相似作用的化合物G418比较,sup--tRNA的作用更加显著(图2);进一步利用重组腺相关病毒作为载体将sup-tRNA导入患病小鼠模型中,实验显示能够降低黏多糖过度积存,实现对该病症的有效治疗,其疗效可以持续半年以上。
从整体来看,G418在促进跨越无义突变位点继续翻译时引入的氨基酸较为随机,而sup-tRNA引入的氨基酸较为单一,且不会影响内源tRNA稳态,所以sup-tRNA在个体治疗中具有很高的安全性,因而在未来基因突变引起的疾病相关治疗中具有非常大的应用前景。
(1)侵染时,作为载体的重组腺相关病毒与靶细胞膜上的
(2)除了引入的氨基酸较为单一,不影响内源tRNA稳态,我们还可推断,用于治疗的sup-tRNA在正常终止密码子处
(3)研究者构建mldua突变基因和Flag基因融合的载体,目的是通过检测
(4)有文献报道,已在近1000个不同的人类基因中发现了7500多个无义突变。常规的基因治疗需要为每种疾病设计独特的治疗策略,这将是一项耗费惊人的项目。据此说明sup-tRNA的应用价值。发布:2025/1/3 8:0:1组卷:28引用:1难度:0.6 -
3.几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分,自然界有些植物能产生几丁质酶催化几丁质水解从而抵抗真菌感染。通过基因工程将几丁质酶基因转入没有抗性的植物体内,可增强其抗真菌的能力。如图表示为获取几丁质酶基因而建立cDNA文库的过程。
(1)图示以mRNA为材料通过
(2)与选用老叶相比,选用嫩叶更容易提取到mRNA,原因是
(3)将从cDNA文库中获得的几丁质酶基因和质粒载体用发布:2025/1/5 8:0:1组卷:5引用:1难度:0.7
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