玉米是重要的粮食作物、饲料和工业原料,而虫害是造成玉米产量减少的重要因素。研究人员从苏云金芽孢杆菌中克隆获得crylAh基因(抗虫基因),并将该基因转入玉米细胞中,再通过对转基因玉米进行抗虫性筛选,获得对玉米螟高抗的转基因玉米HGK60。回答下列问题:
(1)研究人员利用PCR获取crylAh基因时需要在缓冲溶液中进行,同时提供DNA模板、引物以及 耐高温的DNA聚合酶、4种脱氧核苷酸耐高温的DNA聚合酶、4种脱氧核苷酸(答出2种)等,其中引物的作用是 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。PCR循环中,温度上升到90℃以上的目的是 使DNA双链解旋为单链使DNA双链解旋为单链。
(2)研究人员为检测转基因玉米HGK60的遗传特性,让该玉米杂交获得2种品系HGK60—甲、HGK60—乙。研究人员对转基因玉米和非转基因玉米中的crylAh蛋白表达情况进行了检测,其中非转基因玉米中未检测到cry1Ah蛋白,而甲、乙品系均检测到了crylAh蛋白,该种检测方法的原理是 抗原和抗体的特异性结合抗原和抗体的特异性结合,该检测结果说明 甲、乙品系均成功导入crylAh基因并表达甲、乙品系均成功导入crylAh基因并表达。
(3)研究人员进一步对甲、乙2种品系的转基因玉米进行抗虫性鉴定,相关实验结果如图所示。

①对2种品系的转基因玉米进行抗虫性鉴定,这属于 个体生物学个体生物学水平的鉴定。
②据图分析,能否初步说明甲、乙2种品系具有良好的抗虫性?能能,判断依据是 与非转基因玉米相比,甲、乙品系3天时玉米螟的死亡率均超过90%与非转基因玉米相比,甲、乙品系3天时玉米螟的死亡率均超过90%。
【答案】耐高温的DNA聚合酶、4种脱氧核苷酸;使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸;使DNA双链解旋为单链;抗原和抗体的特异性结合;甲、乙品系均成功导入crylAh基因并表达;个体生物学;能;与非转基因玉米相比,甲、乙品系3天时玉米螟的死亡率均超过90%
【解答】
【点评】
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发布:2024/11/2 8:30:1组卷:38引用:3难度:0.5
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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