组卷网 > 高中生物综合库 > 生物技术与工程 > 基因工程 > 基因工程的基本操作程序 > 目的基因的获取 > PCR扩增的原理与过程
题型:非选择题-解答题 难度:0.65 引用次数:158 题号:13485886
生活中常遇到这样的现象:切开的苹果、久存的荔枝等表面会变色,原因是植物细胞中的多酚氧化酶(PPO)催化多酚类底物(无色)生成了褐色物质,此过程称为褐变,不仅会影响外观,还会导致营养损失。请回答下列问题:
(1)自然状态下果蔬并没有发生褐变,是因为细胞内具有______系统,使多酚氧化酶与酚类底物分别储存在细胞的不同结构中而不能相遇。
(2)研究发现pH和温度都是影响PPO活性的重要因素,且具有叠加效应,荔枝果皮褐变作用机理如图一。一些商贩对荔枝用二氧化硫处理后冷藏,贮藏期可长达40-50天左右。推测其原理是:________________________
(3)熏硫处理的水果存在食品安全隐患,科学家已利用基因工程技术得到了耐褐变转基因苹果,耐褐变机制如图二。要想获得该目的基因,可从苹果细胞中提取总RNA,以其中的mRNA为模板,经________________________合成DNA(即cDNA)。通过PCR技术可在cDNA分子中专一性扩增出目的基因,其原因是________________________

图一

图二


(4)培养耐褐变转基因苹果过程中,下列导入目的基因的方法,可行的是______
A.将耐褐变蛋白注射到苹果受精卵中
B.将苹果花序直接浸没在目的基因溶液中一段时间
C.将目的基因的DNA序列与质粒重组后导入农杆菌,并侵染苹果叶肉细胞
D.将含目的基因的DNA溶液直接注入苹果子房中
(5)研究人员利用了图二的RNA沉默技术。沉默机制是使目的基因的表达序列和多酚氧化酶基因的表达序列必须是______的,且要同时在同一细胞内表达,从而阻断苹果细胞内多酚氧化酶基因的______过程(数字),降低多酚氧化酶基因的表达水平。欲探究RNA沉默干扰是否成功,可检测苹果细胞中______或将苹果切开暴露在空气中观察是否褐变。

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【推荐1】同源重组是指发生在非姐妹染色单体之间或同一染色体上含有同源序列的DNA分子之间或分子之内的重新组合。科研人员以结核分枝杆菌为材料,构建了用潮霉索抗性基因替代Rv2779c基因的突变株,通过对比野生株和突变株在不同条件下的表型,研究Rv2779c基因在结核分枝杆菌中的功能。图1为构建含有上游和下游同源序列的潮霉素抗性基因的过程,潮霉素抗性基因两端各有一小段分别与上游同源序列和下游同源序列相同的片段;图2为同源重组过程的示意图,其中P1-P8处为引物。

(1)利用PCR技术获取Rv2779c基因的上游、下游同源序列时,分别加入P7、P2和P5、P8引物对,同时加入结核分枝杆菌DNA模板、原料、缓冲液、____、Mg2+等,其中Mg2+的作用是____
(2)图1中,利用PCR技术将三段DNA片段构建含潮霉素抗性基因的重组片段时,不需要引物的原因是____
(3)将构建成功的重组片段导入结核分枝杆菌(受体菌),检测其是否成功导入并将Rv2779c基因敲除,需将受体菌放在含有____培养基培养,一段时间后挑取平板上生长的菌落,使用PCR技术扩增并电泳,观察结果。扩增时添加的引物对是____,其原因是____
(4)将突变株ARv2779c和野生株WT在含有不同浓度抗生素RIF培养基中培养,结果如图。

据图分析,Rv2779e 基因的功能之一是____
2024-01-21更新 | 407次组卷
非选择题-解答题 | 适中 (0.65)
【推荐2】环境DNA(eDNA)技术是指从环境中提取DNA片段,结合PCR和DNA测序等分子生物学技术来定性或定量检测目标生物,从而确定其分布状况等,是一种新型生物资源调查手段。科研人员利用eDNA 技术对某段长江流域的江豚分布进行了调查。
(1)江豚是我国现存的唯一水生哺乳动物,国家一级濒危物种,不宜用传统的_____法进行种群数量调查。江豚在生态系统中属于_______
(2)水样中提取的eDNA来源很丰富,可能来自水中动植物死亡后的组织细胞及各种排泄物,以及水中的________,甚至可能来自陆生动植物遗留在水中或由于人类活动进入到水体中的DNA。
(3)设置10 个检测点,采集水样并提取_____。检测点包括观测到江豚出现的水域,以及未观测到但适宜江豚生存的水域(疑似点)。
(4)eDNA分析
首先根据江豚线粒体的特有基因设计_________,然后进行荧光定量PCR。每一个循环包括_______、复性和延伸三步,需要的酶是___________。每个DNA样品重复测定3次。结果如下表所示:

检测点

S1

S2

S3

S4

S5

S6

S7

S8

S9

S10

观测到的江豚数量(头)

0

0

0

2

0

0

8

3

2

0

eDNA平均浓度(拷贝数/升)

-

14996

5194

2820

-

-

35588

3027

1105

-


注:“-”表示未检出。
测定结果显示,观测到江豚的4个水域结果都呈阳性,其他6个疑似点中_____的检测结果也呈阳性,说明这些疑似点也是江豚活动的水域。
(5)eDNA技术具有高灵敏、低成本、无损伤、快捷方便等优点,应用前景广泛,但不能用于__________。        
A.物种多样性的研究                         B.某种鱼类的食性分析
C.濒危物种的调查                            D.准确判断物种的实时存在情况 
(6)目前鱼类资源的减少被认为是造成长江江豚数量下降的主要原因之一。研究者用eDNA技术测定了该流域内浮游动物的生物量,可进一步根据营养级之间的____估算出鱼类资源量,进而评价该流域江豚的生存状况。
2020-01-13更新 | 160次组卷
非选择题-解答题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐3】猪表皮细胞特异性表达E基因,经过处理的猪皮可在人身上存活3周左右,起到保护创面免受感染的作用。为了使移植的猪皮存活时间更长,有人设法导入人的相关基因(用P表示),获得转基因小白猪。但克隆猪成功率较低,与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bcl-2基因是细胞凋亡抑制基因,用PCR技术可以检测该基因转录水平,进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。其简单流程如图所示:

(1)要使P基因在特定细胞表达,过程①中构建的重组DNA分子上还应具有________
(2)过程②中,如何处理皮肤组织块,使其分散成单个成纤维细胞?________
(3)将重组细胞经③培养至卵裂期,合理的变化是(             
A.B.
C.D.
(4)图中X表示________过程,Bcl-2cDNA与Bcl-2基因在结构上的区别是________
(5)从基因组数据库中查询Bcl-2mRNA的核苷酸序列,以便根据这一序列设计合成________用于PCR扩增,PCR扩增过程第一轮循环的模板是________,所使用的酶经80℃处理后,酶活性________。PCR扩增了五轮,共需要加入的引物对的数为________
(6)在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl-2CDNA的分子数,进而计算________的分子数,从而反映出Bc1-2基因的转录水平。
2020-04-04更新 | 152次组卷
共计 平均难度:一般