玉米是重要的糧食作物、飼料和工業(yè)原料,而蟲害是造成玉米產(chǎn)量減少的重要因素。研究人員從蘇云金芽孢桿菌中克隆獲得crylAh基因(抗蟲基因),并將該基因轉入玉米細胞中,再通過對轉基因玉米進行抗蟲性篩選,獲得對玉米螟高抗的轉基因玉米HGK60。回答下列問題:
(1)研究人員利用PCR獲取crylAh基因時需要在緩沖溶液中進行,同時提供DNA模板、引物以及 耐高溫的DNA聚合酶、4種脫氧核苷酸耐高溫的DNA聚合酶、4種脫氧核苷酸(答出2種)等,其中引物的作用是 使DNA聚合酶能夠從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸使DNA聚合酶能夠從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸。PCR循環(huán)中,溫度上升到90℃以上的目的是 使DNA雙鏈解旋為單鏈使DNA雙鏈解旋為單鏈。
(2)研究人員為檢測轉基因玉米HGK60的遺傳特性,讓該玉米雜交獲得2種品系HGK60—甲、HGK60—乙。研究人員對轉基因玉米和非轉基因玉米中的crylAh蛋白表達情況進行了檢測,其中非轉基因玉米中未檢測到cry1Ah蛋白,而甲、乙品系均檢測到了crylAh蛋白,該種檢測方法的原理是 抗原和抗體的特異性結合抗原和抗體的特異性結合,該檢測結果說明 甲、乙品系均成功導入crylAh基因并表達甲、乙品系均成功導入crylAh基因并表達。
(3)研究人員進一步對甲、乙2種品系的轉基因玉米進行抗蟲性鑒定,相關實驗結果如圖所示。

①對2種品系的轉基因玉米進行抗蟲性鑒定,這屬于 個體生物學個體生物學水平的鑒定。
②據(jù)圖分析,能否初步說明甲、乙2種品系具有良好的抗蟲性?能能,判斷依據(jù)是 與非轉基因玉米相比,甲、乙品系3天時玉米螟的死亡率均超過90%與非轉基因玉米相比,甲、乙品系3天時玉米螟的死亡率均超過90%。
【答案】耐高溫的DNA聚合酶、4種脫氧核苷酸;使DNA聚合酶能夠從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸;使DNA雙鏈解旋為單鏈;抗原和抗體的特異性結合;甲、乙品系均成功導入crylAh基因并表達;個體生物學;能;與非轉基因玉米相比,甲、乙品系3天時玉米螟的死亡率均超過90%
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/11/2 8:30:1組卷:38引用:3難度:0.5
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1.學習以下材料,回答(1)~(4)題。
利用抑制性tRNA進行無義突變遺傳病的治療
無義突變是由于某個堿基的改變使代表某種氨基酸的密碼子突變?yōu)榻K止密碼子(UAA、UAG或UGA),從而使肽鏈合成提前終止,造成蛋白質的功能改變,引發(fā)相關疾病。約有10%~15%的人類基因相關遺傳疾病是由無義突變引發(fā)的。常規(guī)的基因治療是將正常基因的cDNA序列或是有治療價值的基因(如CRISPR-Cas9相關的基因編輯工具)通過一定的方式導入人體靶細胞內(nèi),達到替代或修復缺陷基因、治療疾病的目的。導入基因插入位置不當、過高或過低表達,都可能會導致副作用。盡管基因編輯可以實現(xiàn)生理水平的基因表達,但基因編輯工具引入外源蛋白可能引發(fā)強烈的免疫反應仍然是巨大的挑戰(zhàn)。
抑制性tRNA(sup-tRNA)由天然tRNA改造而來,它的反密碼子通過堿基配對原則可以識別無義突變的終止密碼子,使得mRNA在翻譯至無義突變位點時不啟動翻譯終止而是繼續(xù)向后進行翻譯,獲得有功能的全長蛋白。
I型黏多糖貯積癥的病因,是相關基因發(fā)生無義突變,產(chǎn)生終止密碼子UAG。研究者構建小鼠該突變基因mldua和Flag基因融合的載體(圖1),以及針對該無義突變設計的sup-tRNA表達載體(產(chǎn)生的sup-tRNA能夠識別UAG并攜帶酪氨酸Tyr,簡寫作sup-tRNATyr),將其導入細胞進行研究,發(fā)現(xiàn)與具有相似作用的化合物G418比較,sup--tRNA的作用更加顯著(圖2);進一步利用重組腺相關病毒作為載體將sup-tRNA導入患病小鼠模型中,實驗顯示能夠降低黏多糖過度積存,實現(xiàn)對該病癥的有效治療,其療效可以持續(xù)半年以上。
從整體來看,G418在促進跨越無義突變位點繼續(xù)翻譯時引入的氨基酸較為隨機,而sup-tRNA引入的氨基酸較為單一,且不會影響內(nèi)源tRNA穩(wěn)態(tài),所以sup-tRNA在個體治療中具有很高的安全性,因而在未來基因突變引起的疾病相關治療中具有非常大的應用前景。
(1)侵染時,作為載體的重組腺相關病毒與靶細胞膜上的
(2)除了引入的氨基酸較為單一,不影響內(nèi)源tRNA穩(wěn)態(tài),我們還可推斷,用于治療的sup-tRNA在正常終止密碼子處
(3)研究者構建mldua突變基因和Flag基因融合的載體,目的是通過檢測
(4)有文獻報道,已在近1000個不同的人類基因中發(fā)現(xiàn)了7500多個無義突變。常規(guī)的基因治療需要為每種疾病設計獨特的治療策略,這將是一項耗費驚人的項目。據(jù)此說明sup-tRNA的應用價值。發(fā)布:2025/1/3 8:0:1組卷:28引用:1難度:0.6 -
2.人類基因組計劃測定了人體的24條染色體,這24條染色體是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/31 0:30:1組卷:115引用:7難度:0.7 -
3.幾丁質是許多真菌細胞壁的重要成分,自然界有些植物能產(chǎn)生幾丁質酶催化幾丁質水解從而抵抗真菌感染。通過基因工程將幾丁質酶基因轉入沒有抗性的植物體內(nèi),可增強其抗真菌的能力。如圖表示為獲取幾丁質酶基因而建立cDNA文庫的過程。
(1)圖示以mRNA為材料通過
(2)與選用老葉相比,選用嫩葉更容易提取到mRNA,原因是
(3)將從cDNA文庫中獲得的幾丁質酶基因和質粒載體用發(fā)布:2025/1/5 8:0:1組卷:5引用:1難度:0.7