- 多聚酶链式反应扩增DNA片段
- 共164题
已知二倍体番茄红果(A)对黄果(a)为显性，双子房(B)对多子房(b)为显性，高蔓(C)对矮蔓(c)为显性。现有三个纯系品种：Ⅰ(黄色、多子房、高蔓)，Ⅱ(黄色、双子房、矮蔓)，Ⅲ(红色、双子房、高蔓)，为了快速获取红色、多子房、矮蔓纯系新品种。
(1)请完善以下实验步骤。
第一步：Ⅰ×Ⅱ→获得植株Ⅳ，让Ⅳ自交，从子代中选取黄色、多子房、矮蔓植株Ⅴ。
第二步：_______________________。
第三步：_______________________。
(2)将上述植株V的离体细胞与Ⅲ的离体细胞融合，形成杂种细胞。
①．促进融合时常采用的化学诱导剂是________。
②．请画出该融合细胞中控制红色与黄色这对性状的染色体组成图，并标明相关基因。
(3)据报道，番茄红素具有一定防癌效果。科学家将含有酵母S—腺苷基蛋氨酸脱羧酶基因(简称S基因)cDNA片断导入普通番茄植株，培育了番茄红素高的新品种。
①．获取cDNA片段的方法是_________。
②．假设S基因的一条链A和T的总量为2400个，占该片段总碱基的60%，用PCR扩增该基因，该基因复制n次共要dGTP__________个。
③．为确保S基因在番茄中表达，在构建基因表达载体时应插入特定的____________。
④．将基因表达载体导入番茄的方法有农杆菌转化法和___________等。
正确答案
(1)第二步：Ⅴ×Ⅲ→植株Ⅵ
第三步：取Ⅵ的花药进行离体培养，获得单倍体幼苗，用秋水仙素处理幼苗，即可获得红色、多子房、矮蔓纯系新品种
(2)①．聚乙二醇(PEG)
②．
(3)①．逆转录法
②．1600×(2n-1)
③．启动子
④．花粉管通道法(基因枪法)
近十年来，PCR技术(多聚酶链式反应)成为分子生物学实验室里的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制(如下图所示)，在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需要的遗传物质不再受限于活的生物体。
(1)加热使DNA双链打开，这一步是打开______键，称为______，细胞中氢键是在_____的作用下断裂的。
(2)当温度降低时，引物与模板末端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最终合成2条DNA分子，此过程中原料是___________，遵循的原则是__________________。
(3)PCR技术的必要条件，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少还需要三个条件，即：液体环境、适宜的___________和___________。
(4)通过PCR技术使DNA分子大量复制，若将一个用15N标记的DNA分子放入试管中，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制四次后，则15N标记的DNA分子占全部DNA总数的比例为_______。
正确答案
(1)氢 解旋 解旋酶
(2)脱氧核苷酸 碱基互补配对原则
(3)温度 酸碱度
(4)1/8
Ⅰ．家蚕结的茧有黄色的，也有白色的。将结白茧的雌雄个体杂交，得到的子一代全结黄茧，把子一代结黄茧的家蚕相互杂交，多次实验结果均表现为子二代结黄茧与结白茧的比例为9:6。等位基因用A与a、B与b表示(两对等位基因自由组合)，请画出该对亲本杂交直到产生F2的遗传图解(图解中要有简要的文字说明)。
Ⅱ．养蚕人喜欢多养雄蚕，是因为雄蚕比雌蚕产丝量多，而消耗的桑叶又比雌蚕少。有人设想将海蜇的一种绿色荧光蛋白基因导入雌蚕体内，这样在幼虫刚从卵中孵化出时即可选出雄性幼虫来饲养，从而提高蚕丝产量。据此，请回答下列问题：
(1)假定已经得到少量海蜇绿色荧光蛋白基因，并知道该基因两端的一部分核苷酸序列，则可以利用____________技术来扩增并获取该基因。该项技术中需要用到的酶是___________。
(2)将绿色荧光蛋白基因导入雌蚕体内的基本过程是：
①．用同一种__________酶同时处理运载体和绿色荧光蛋白基因，构建基因表达载体；
②．采用_____________技术将基因表达载体转入到从雌蚕体内获取的一个体细胞核中，再通过细胞核_____________获取含有绿色荧光蛋白基因且全能性好的重组细胞(相当于受精卵)；
③．重组细胞经过培育获得能育的在紫外线下发出绿色荧光的雌蚕。为了在家蚕的后代中能较快的区分出雌雄虫，应将绿色荧光蛋白基因导入并整合到_______________染色体上(蚕的性别决定类型为ZW型，即雌蚕的性染色体为ZW，雄蚕的性染色体为ZZ)。
正确答案
Ⅰ．
从上图可知：F2基因型有9A_B：3A bb：3aaB_：1aabb
表现型依次是黄茧，白茧，白茧 (该基因型不能发育成个体)
比例9:6
Ⅱ．(1)PCR 热稳定DNA聚合酶(Taq酶或DNA聚合酶)
(2)限制性内切 显微注射 移植 W
为了实现燃料供应来源多样化，发展长期替代化石燃料的产品如燃料酒精、生物柴油、沼气等已经列入我国未来10年的发展计划。
广东省是我国甘蔗主产区之一。甘蔗是一种高光效的C4植物，单位面积产量很高，种植面积日益扩大，目前已成为南方地区燃料酒精生产的重要原料。利用甘蔗生产燃料酒精的一般工艺流程为：甘蔗→榨汁(蔗糖)→酵母菌发酵→蒸馏→成品(燃料酒精)。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)简述甘蔗大规模快速繁殖技术的过程。
(2)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种，对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌，诱变及筛选过程如下：
步骤1：野生酵母菌液体培养一段时间后接受紫外线照射做诱变处理。
步骤2：制备选择培养基。在基本培养基的基础上，注意_____和_____，加琼脂后灭菌，制成固体平板。
步骤3：将紫外线照射后的菌液稀释涂布平板。
步骤4：根据___________筛选出突变菌。
(3)上述步骤2、3和4的依据分别是_________________。
(4)利用获得的突变菌和蔗糖进行酒精发酵实验，除了将培养基灭菌、保持空间洁净外，发酵过程中防止外来杂菌入侵还有哪些可行方法？(列举两种)
(5)甘蔗榨汁以后还有大量的蔗渣废弃物，主要成分为木质素、纤维素和半纤维素，但是酵母菌无法直接利用，原因是___________。请提出解决该问题的方法。(列举两种方法)
(6)突变菌往往带有一些特殊的基因。在获得这些基因的过程中，PCR技术相当重要。PCR扩增反应中加入引物和DNA聚合酶的作用分别是什么？
正确答案
(1)选取甘蔗外植体，通过诱导脱分化产生愈伤组织，然后调整植物激素比例，再分化形成芽和根，获得大量试管苗(或通过诱导大量形成胚状体，制成人工种子，适宜条件下萌发长成幼苗)。
(2)添加高浓度蔗糖(葡萄糖) 调低pH值 是否能在选择培养基上生长
(3)提供高糖和酸性的筛选环境；获得单菌落；能生长代表该菌落具有耐高糖和耐酸的特性
(4)①．利用突变菌的耐酸特性，降低培养基的pH值，达到抑菌的日的；②．利用突变菌的耐高糖特性，通过高渗环境达到抑菌目的；③．保持厌氧环境，达到抑菌目的；④．在培养基中添加一些抑制物如特殊的抗生素，达到抑菌目的。
(5)缺乏相应分解酶系(或缺乏纤维素和半纤维素酶) 在酵母菌中转入分解酶系相关基因，利用酶或微生物分解蔗渣；利用物理和化学方法分解蔗渣；将酵母菌与其他能分解蔗渣的微生物混合发酵。
(6)引物的作用是结合在模板DNA上，提供DNA延伸起始位点；DNA聚合酶的作用是从引物的3′端开始催化DNA链的延伸。
(选做题)为了实现燃料供应来源多样化，发展长期替代化石燃料的产品如燃料酒精、生物柴油、沼气等已经列入了我国未来10年的发展计划。
广东省是我国甘蔗的主产区之一。甘蔗是一种高光效的C4植物，单位面积产量很高，种植面积日益扩大，目前已成为南方地区燃料酒精生产的重要原料。利用甘蔗生产燃料酒精的一般工艺流程为：甘蔗→榨汁(蔗糖)→酵母发酵→蒸馏→成品(燃料酒精)请根据上述材料，回答下列问题：
(1)简述甘蔗大规模快速繁殖技术的过程。
(2)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种，对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌，诱变及筛选过程如下：
步骤1：野生菌液体培养一段时间后接受紫外线照射诱变处理。
步骤2：制备选择培养基。在基本培养基的基础上，注意_____和_____，加琼脂后灭菌，制成固体平板。
步骤3：将紫外照射后的菌液稀释涂布平板。
步骤4：根据_______筛选出突变菌。
(3)上述步骤2、3和4的依据分别是_________________。
(4)利用获得的突变菌和蔗汁进行酒精发酵实验，除了将培养基灭菌、保持空间洁净外，发酵过程中防止外来杂菌入侵还有哪些可行方法？(列举两种)
(5)甘蔗榨汁以后还有大量的蔗渣废弃物，主要成分为木质素、纤维素和半纤维素，但是酵母菌无法直接利用，原因是其___________。请提出解决该问题的方法。(列举两种方法)
(6)突变菌往往带有一些特殊的基因。在获得这些基因的过程中，PCR技术相当重要。PCR扩增反应中加入引物和DNA聚合酶的作用分别是什么？
正确答案
(1)选取甘蔗外植体，通过诱导脱分化产生愈伤组织，然后调整植物激素比例，再分化形成芽和根，获得大量试管苗(或通过诱导大量形成胚状体，制成人工种子，适宜条件下萌发长成幼苗)。
(2)步骤二：添加高浓度蔗糖(葡萄糖) 调低pH值 步骤四：是否能在选择培养基上生长
(3)提供高糖和酸性的筛选环境；获得单菌落；能生长代表该菌落具有耐高糖和耐酸的特性
(4)①．利用突变菌的耐酸特性，降低培养基的pH值，达到抑菌的日的；②．利用突变菌的耐高糖特性，通过高渗环境达到抑菌目的；③．保持厌氧环境，达到抑菌目的；④．在培养基中添加一些抑制物如特殊的抗生素，达到抑菌目的。
(5)缺乏相应分解酶系(或缺乏纤维素和半纤维素酶)在酵母菌中转入分解酶系相关基因，利用酶或微生物分解蔗渣；利用物理和化学方法分解蔗渣；将酵母菌与其他能分解蔗渣的微生物混合发酵。
(6)引物的作用是结合在模板DNA上，提供DNA延伸起始位点；DNA聚合酶的作用是从引物的3′端开始催化DNA链的延伸。
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