科学家尝试使用Cre/loxP位点特异性重组系统,在检测目的基因导入成功后,删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因。其技术过程如下(图中的■代表基因前的启动子),据图回答下列问题:

所属学校:学历教育 科目:高中生物 2024-09-20 08:11:18 高中生物

科学家尝试使用Cre/loxP位点特异性重组系统,在检测目的基因导入成功后,删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因。其技术过程如下(图中的■代表基因前的启动子),据图回答下列问题:

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(1)loxP是一种只有34个碱基对构成的小型DNA片段,是有两个13个碱基对反向重复序列和中间间隔的8个碱基对序列共同组成,自身不会表达,插入质粒后也不影响原有基因的表达,其碱基序列如下:

2

Cre酶能特异性地识别此序列并在箭头处切开loxP,其功能类似于基因工程中的________酶。从遗传学角度分析,Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的________。

(2)将重组质粒导入到植物细胞中最常用的方法是________________。作为标记基因,抗除草剂基因用于检测目的基因是否导入成功的原理是________。

(3)经检测成功后,抗除草剂基因已没有用途,继续留在植物体内可能会造成的安全问题是________。经Cre酶处理后,质粒中的两个loxP序列分别被切开后,可得到如上图右侧的这两个DNA分子。由于________________的原因,抗除草剂基因不再表达,之后会在培养过程中消失。

(4)loxP序列是有方向性的。如果经Cre酶处理后,发现抗除草剂基因反向连接在质粒一上,则原来质粒一中这两个loxP序列的方向是________。

A.两个都是正向

B.两个都是反向

C.一个正向一个反向

D.与方向无关

【答案】

(1)限制酶 基因重组

(2)农杆菌转化法 抗除草剂基因和目的基因在同一个质粒上

(3)抗除草剂基因可能转移到杂草中 抗除草剂基因前没有了启动子

(4)C

【解析】

(1)Cre酶可以切割3',5'-磷酸二酯键,将DNA分子切割成若干片段,功能类似于限制性核酸内切酶(限制酶)。Cre酶改变质粒的方式是将DNA链断裂,再重新组合连接,形成新的DNA分子,相当于基因重组。

(2)将重组质粒导入细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法等,其中导入到植物细胞最常用的方法是农杆菌转化法。抗除草剂基因可以作为标记基因,检测目的基因是否导入成功,是因为抗除草剂基因与目的基因在同一个质粒上,两者一起表达。如果表现出抗除草剂性状,则说明目的基因成功导入。

(3)抗除草剂基因如果留在植物体内,可能传播、重组到杂草DNA中,导致杂草抗除草剂,难以清除。由图可知,质粒二中缺少启动子,抗除草剂基因无法正常表达。

(4)假设在处理后的质粒一中,基因按照顺时针方向进行翻译转录,由图可知,在原来的质粒一中,一个序列位于启动子上游,另一个序列位于启动子下游,所以这两个序列一个正向一个反向,故本题正确答案为C。

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