亮氨酸脱氢酶是一类氧化还原酶,在临床生化诊断上有重要作用。有研究表明,在亮氨酸脱氢酶基因原有启动子(PHpaII)之后加上信号肽(引导新合成的蛋白质向分泌通路转移的一段肽链)序列,可提高亮氨酸脱氢酶产量。科研人员进一步研究双启动子(PHpaII、PamyQ)及双启动子后再分别添加3种信号肽序列对亮氨酸脱氢酶产量的影响,主要实验流程如下图。请回答下列问题。
(1)启动子的功能是______ 。组成信号肽的基本单位是______ 。
(2)过程①中,PCR反应体系中添加的dNTP的功能有______ ,添加的一对引物是______ 。
P1:5′-GGGAATCATATGGGCGGCGTTCTGTTTCTG-3′
P2:5′-CCGATTAAGCTTGGCGGCGTTCTGCATCTG-3′
P3:5′-CGCGGATCCATAAGGCAGTAAAGAGGCTTTTG-3′
P4:5′-GCCGGATCCACAAGGCAGTATTTACTGCCTT-3′
(3)过程②中,启动子PamyQ能与质粒1连接的分子基础是______ 。将重组质粒1导入枯草杆菌前先用Ca2+处理枯草杆菌,其主要目的是______ 。转化后的枯草杆菌一般要用稀释涂布平板法接种到添加______ 的培养基上进行筛选。
(4)科研人员将质粒1、重组质粒1和3种重组质粒2分别导入枯草杆菌得到甲~戊5种重组枯草杆菌,进行发酵后提取上清液中的亮氨酸脱氢酶,酶活力测定结果如下表。
①结果表明,______ 最有利于提高亮氨酸脱氢酶产量。
②双启动子后添加信号肽序列影响酶的表达或分泌量的原因可能有______ 。
a.信号肽序列影响了亮氨酸脱氢酶基因的表达
b.信号肽序列影响了启动子转录成相应的mRNA序列
c.信号肽序列表达产物使亮氨酸脱氢酶分泌路径发生改变
(1)启动子的功能是
(2)过程①中,PCR反应体系中添加的dNTP的功能有
P1:5′-GGGAATCATATGGGCGGCGTTCTGTTTCTG-3′
P2:5′-CCGATTAAGCTTGGCGGCGTTCTGCATCTG-3′
P3:5′-CGCGGATCCATAAGGCAGTAAAGAGGCTTTTG-3′
P4:5′-GCCGGATCCACAAGGCAGTATTTACTGCCTT-3′
(3)过程②中,启动子PamyQ能与质粒1连接的分子基础是
(4)科研人员将质粒1、重组质粒1和3种重组质粒2分别导入枯草杆菌得到甲~戊5种重组枯草杆菌,进行发酵后提取上清液中的亮氨酸脱氢酶,酶活力测定结果如下表。
重组菌 | 甲 | 乙 | 丙 | 丁 | 戊 |
酶活力/ | 10.11 | 31.24 | 0.44 | 6.49 | 21.76 |
②双启动子后添加信号肽序列影响酶的表达或分泌量的原因可能有
a.信号肽序列影响了亮氨酸脱氢酶基因的表达
b.信号肽序列影响了启动子转录成相应的mRNA序列
c.信号肽序列表达产物使亮氨酸脱氢酶分泌路径发生改变
更新时间:2023-05-16 11:29:46
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【推荐1】为了提高菊花抗冻能力,研究者从其他生物中克隆出抗冻基因C(图1),拟将其与质粒(图2)重组,再借助农杆菌导入菊花中。回答下列问题:
(1)为使抗冻基因C在菊花细胞中高效表达,需要把目的基因片段插入表达载体的_________________ 之间。
(2)若想了解C基因是否整合到菊花染色体上,检测方法是采用_________________ 技术。
(3)若获得的转基因植株(抗冻基因C已经整合到菊花的基因组中)抗冻能力没有提高,根据中心法则分析,其可能的原因是__________________________ 。
(4)若要使目的基因在受体细胞中表达,需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞,原因是____________ ,______________ (答出两点即可)。
(5)借助农杆菌将重组质粒导入菊花细胞,在该过程中需添加酚类物质,目的是____________ 。抗冻基因C的遗传特性能在菊花体内维持和表达的关键是____________ 。
(6)科研工作者可以利用PCR技术获得更多的抗冻基因C,那么利用PCR技术获取目的基因的前提是______________ 。
(1)为使抗冻基因C在菊花细胞中高效表达,需要把目的基因片段插入表达载体的
(2)若想了解C基因是否整合到菊花染色体上,检测方法是采用
(3)若获得的转基因植株(抗冻基因C已经整合到菊花的基因组中)抗冻能力没有提高,根据中心法则分析,其可能的原因是
(4)若要使目的基因在受体细胞中表达,需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞,原因是
(5)借助农杆菌将重组质粒导入菊花细胞,在该过程中需添加酚类物质,目的是
(6)科研工作者可以利用PCR技术获得更多的抗冻基因C,那么利用PCR技术获取目的基因的前提是
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【推荐2】PCR(多聚酶链式反应)技术是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术,下图表示PCR的反应过程,请据图分析回答下列问题:
(1)A过程高温使DNA变性解旋,对该过程的原理叙述正确的是( )
a.该过程用到耐高温的解旋酶破坏氢键 b.该过程用到限制酶破坏磷酸二酯键
c.该过程高温使双链DNA解旋变为单链 d.该过程与人体细胞的过程完全相同
(2)C过程要用到的酶是耐高温的。这种酶在高温下仍保持活性,因此在PCR扩增时可以________ 加入(填一次性或多次)。PCR反应除提供耐高温的_______ 酶外,还需要满足的基本条件有:在一定的缓冲溶液中进行、以DNA______ 条链做模板、与模板链相结合的两种_______ 、四种_______ 为原料,通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。
(3)如果把模板DNA的两条链用15N标记,游离的脱氧核苷酸不做标记,控制“95℃-55℃-72℃”温度循环3次,则在形成的子代DNA中含有15N标记的DNA占_________ 。
(1)A过程高温使DNA变性解旋,对该过程的原理叙述正确的是
a.该过程用到耐高温的解旋酶破坏氢键 b.该过程用到限制酶破坏磷酸二酯键
c.该过程高温使双链DNA解旋变为单链 d.该过程与人体细胞的过程完全相同
(2)C过程要用到的酶是耐高温的。这种酶在高温下仍保持活性,因此在PCR扩增时可以
(3)如果把模板DNA的两条链用15N标记,游离的脱氧核苷酸不做标记,控制“95℃-55℃-72℃”温度循环3次,则在形成的子代DNA中含有15N标记的DNA占
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【推荐3】下图为培育转基因小鼠的部分过程示意图。请回答下列问题:
(1)若需在短时间内获得较多的外源基因,通常采用_______ 技术。
(2)图中的A细胞通常为_____ 细胞,将外源基因导入该细胞常用的方法是_________ 。
(3)仔鼠出生后可用其尾巴进行DNA检测,通过________ 方法,检测出携带外源基因的小鼠。至于外源基因是否合成相应的蛋白质,可从转基因小鼠中提取蛋白质,并用相应的抗体进行______ 杂交,若有杂交带出现,则表明小鼠体内的外源基因___________ 。
(4)在外源基因导入小鼠的A细胞时,外源基因可能随机地插入到该细胞的DNA中。这些细胞有的能发育成转基因小鼠,有的却死亡。请分析外源基因插入后导致有些A细胞死亡的最可能原因_______________________________________________ 。
(1)若需在短时间内获得较多的外源基因,通常采用
(2)图中的A细胞通常为
(3)仔鼠出生后可用其尾巴进行DNA检测,通过
(4)在外源基因导入小鼠的A细胞时,外源基因可能随机地插入到该细胞的DNA中。这些细胞有的能发育成转基因小鼠,有的却死亡。请分析外源基因插入后导致有些A细胞死亡的最可能原因
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【推荐1】某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光,这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在GFP基因的5′末端,获得了L1-GFP融合基因(简称为甲)作目的基因,并将其插入质粒P0,构建了真核表达载体P1,其部分结构和酶切位点的示意图如下,图中E1~E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。回答下列问题:
(1)据图推断,该团队在将甲插入质粒P0时,使用了两种限制酶,这两种酶是_________ 。使用这两种酶进行酶切是为了保证_______________ 的完整性,启动子能与_______ 特异性结合驱动转录开始。
(2)将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后,若在该细胞中观察到了绿色荧光,则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了________ 和_________ 过程。
(3)为了获得含有甲的牛,该团队需要做的工作包括:将能够产生绿色荧光细胞的_____________ 移入牛的____________ 中、体外培养、胚胎移植等。
(4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中,某同学用PCR方法进行鉴定。在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的_________ (填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”)作为PCR模板。
(1)据图推断,该团队在将甲插入质粒P0时,使用了两种限制酶,这两种酶是
(2)将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后,若在该细胞中观察到了绿色荧光,则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了
(3)为了获得含有甲的牛,该团队需要做的工作包括:将能够产生绿色荧光细胞的
(4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中,某同学用PCR方法进行鉴定。在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的
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【推荐2】棉花受蚜虫侵染后出现植株矮小,减产等现象。为了获得抗蚜虫棉花新品种,研究人员将雪花莲凝集素基因(GNA)和尾穗苋凝集素基因(ACA)连接成融合基因GA与质粒(pBⅠ121)结合,然后导入棉花细胞。回答下列问题:
(1)载体(pBI121)能将融合基因GA送入受体细胞,应具备的特点是_____ (写出两点)。
(2)为获得ACA基因,应用限制酶_____ 酶切。构建重组载体时,使用限制酶KpnI和XhoI分别切割融合基因和质粒(pBI121),其目的是_____ 。应将融合基因插入在启动子和终止子之间,启动子的功能是_____ 。
(3)使用PCR反应快速扩增融合基因,常在PCR扩增仪中自动完成,常采用_____ 来鉴定PCR的产物。将转基因棉花细胞利用_____ 技术培育成转基因棉花植株,在该过程中,愈伤组织形成后需要定期地将它们分成小块接种到新培养基上以保证其长期旺盛地生长,否则会停止生长甚至老化变黑死亡,原因是_____ (写出一点即可)。
(1)载体(pBI121)能将融合基因GA送入受体细胞,应具备的特点是
(2)为获得ACA基因,应用限制酶
(3)使用PCR反应快速扩增融合基因,常在PCR扩增仪中自动完成,常采用
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【推荐3】高等植物中的乙烯生物合成受到发育阶段和环境的共同调节,其中乙烯合成酶在这一过程中起到至关重要的作用。拟南芥乙烯合成酶相关基因主要有两种:AtACS4和AtACS5。为研究以上基因表达水平与发育阶段的关系,科学家将AtACS4和AtACS5的启动子分别和GUS报告基因融合,并转入拟南芥。图1为使用的载体图谱,kanr为卡那霉素抗性基因,Ampr为氨苄青霉素抗性基因。回答下列问题:
(1)构建重组DNA分子:取足量的拟南芥叶片并提取_____ ,通过_____ 得到两种启动子片段的拷贝,为使启动子正确插入载体,在获得的启动子两端分别引入_____ 和_____ 两种不同限制酶的识别序列,再用_____ 酶处理启动子与表达载体获得重组DNA分子。
(2)农杆菌转化拟南芥:将两种重组DNA分子分别导入农杆菌,后将转化的农杆菌分别置于添加了_____ 的LB液体培养基中进行培养。为确定培养所得农杆菌确实转入了重组DNA分子,可以通过_____ 进行检测。后将转基因农杆菌与消毒后的拟南芥叶片共同培养,将共同培养后的烟草叶片转入含有营养物以及_____ 的_____ 培养基(填写培养基名称)中脱菌、诱导培养和筛选。经过发芽和生根培养后的组培苗需进行炼苗,炼苗的作用是_____ 。
(3)拟南芥乙烯合成酶的表达特点:使用GUS染液染色后,具GUS基因表达产物的部位会现蓝色,用肉眼或在显微镜下可看到,且在一定程度下根据染色深浅可反映出GUS基因的表达水平。使用GUS染液对不同发育阶段的两种转基因拟南芥进行染色。AtACS4和AtACS5的启动子和GUS报告基因融合后进行转化获得的转基因拟南芥经过GUS染色后的实验结果依次为图2的A、B。可以推测AtACS4和AtACS5的表达特点为_____ 。
(1)构建重组DNA分子:取足量的拟南芥叶片并提取
(2)农杆菌转化拟南芥:将两种重组DNA分子分别导入农杆菌,后将转化的农杆菌分别置于添加了
(3)拟南芥乙烯合成酶的表达特点:使用GUS染液染色后,具GUS基因表达产物的部位会现蓝色,用肉眼或在显微镜下可看到,且在一定程度下根据染色深浅可反映出GUS基因的表达水平。使用GUS染液对不同发育阶段的两种转基因拟南芥进行染色。AtACS4和AtACS5的启动子和GUS报告基因融合后进行转化获得的转基因拟南芥经过GUS染色后的实验结果依次为图2的A、B。可以推测AtACS4和AtACS5的表达特点为
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【推荐1】某质粒上有SalⅠ、Hind Ⅲ、BamHⅠ三种限制酶切割位点,同时还含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因。利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程如图所示,请回答下列问题。
(1)在构建重组质粒时,应选用_______________ 两种限制酶对__________ 进行切割,然后进行连接,以保证重组DNA序列的唯一性。
(2)为筛选出导入了重组质粒的农杆菌,应在培养基中加入_____ ,理由是__________ 。
(3)将转入抗盐基因的烟草细胞培育成完整的植株需要用______________ 技术,即通过_________ 和______ 两个主要过程最终形成完整植株,此过程除营养物质外还必须向培养基中添加____ 。
(1)在构建重组质粒时,应选用
(2)为筛选出导入了重组质粒的农杆菌,应在培养基中加入
(3)将转入抗盐基因的烟草细胞培育成完整的植株需要用
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【推荐2】Ⅱ型糖尿病病因复杂,多数是胰岛素拮抗引起机体对胰岛素的敏感性降低。胰岛素单克隆抗体可用于快速检测血清胰岛素的含量。请回答下列有关胰岛素单克隆抗体制备的问题:
(1)首先需要将人胰岛素注射到健康成熟小鼠体内,其目的是获取__________________ 细胞;再将该细胞与_________ 相融合,以制取杂交瘤细胞。
(2)细胞融合实验完成后,融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外,可能还有_________ 等两两融合的细胞。细胞融合过程体现了细胞膜具有_________ 的特性。
(3)为检验得到的杂交瘤细胞能否分泌胰岛素抗体,可用_________ 与从杂交瘤细胞培养液中提取的抗体杂交。在体外条件下,当培养的小鼠杂交瘤细胞达到一定密度时,需进行_________ 培养以得到更多数量的细胞。
(4)细胞融合技术的优点是_____________________________________________ 。
(1)首先需要将人胰岛素注射到健康成熟小鼠体内,其目的是获取
(2)细胞融合实验完成后,融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外,可能还有
(3)为检验得到的杂交瘤细胞能否分泌胰岛素抗体,可用
(4)细胞融合技术的优点是
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【推荐3】基因工程的核心是构建基因表达载体,某基因工程目的基因两侧含有限制酶BamHⅠ酶切位点(5'—C↓GGATCCG—3')和KpnⅠ酶切位点(5'-GGTAC↓C—3'),质粒在启动子和终止子之间有SmaⅠ酶切位点(5'—CCC↓GGG—3').Klenow酶具有DNA聚合酶Ⅰ的5'→3'聚合酶活性和3'→5'外切酶活性,但缺少5'→3'外切酶活性和3'→5'聚合酶活性.即具有双链DNA5'突出末端的补平和3'突出的打平(也称削平)功能.现利用Klenow酶构建平末端再和质粒连接构建基因表达载体(如图所示).回答下列问题:
(1)获取的含平末端的目的基因片段和质粒需用____________ 酶连接,此酶连接黏性末端的能力__________ (填“强于”或“弱于”)连接平末端能力
(2)形成的重组质粒还需要用限制酶切割后用于分析,则用BamHⅠ酶、KpnⅠ酶和SmaⅠ酶分别切割重组质粒,结果是____________
(3)这种重组方案不足之处在于目的基因可能反向连接在启动子和终止子之间.如图所示,可以分析质粒和目的基因的已知碱基序列后,设计一对引物a和引物b进行PCR扩增,根据实验结果鉴定是否正确连接.如果实验结果是__________________ ,则为正向连接,如果结果是__________________ ,则为反向连接
(4)基因表达载体导入原核细胞的方法通常需要对受体细胞进行处理形成____________ 细胞.导入高等生物生殖细胞的方法通常有__________________
(1)获取的含平末端的目的基因片段和质粒需用
(2)形成的重组质粒还需要用限制酶切割后用于分析,则用BamHⅠ酶、KpnⅠ酶和SmaⅠ酶分别切割重组质粒,结果是
(3)这种重组方案不足之处在于目的基因可能反向连接在启动子和终止子之间.如图所示,可以分析质粒和目的基因的已知碱基序列后,设计一对引物a和引物b进行PCR扩增,根据实验结果鉴定是否正确连接.如果实验结果是
(4)基因表达载体导入原核细胞的方法通常需要对受体细胞进行处理形成
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【推荐1】1965年中国科学家人工合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素,摘取了人工合成蛋白质的桂冠。此后科学家又提出了利用基因工程改造大肠杆菌生产人胰岛素的两种方法:AB法是根据胰岛素A、B两条肽链的氨基酸序列人工合成两种 DNA片段,利用工程菌分别合成两条肽链后将其混合自然形成胰岛素;BCA法是利用胰岛B细胞中的mRNA得到胰岛素基因,导入工程菌获得胰岛素。这两种方法使用同一种质粒作为载体。回答下列问题。(1)由于_________________________________ ,“AB”法中人工合成的两种DNA片段均有多种可能的序列。“BCA”法是利用人体________________ 中的mRNA,再由mRNA经 ______ 得到的胰岛素基因,______________ (填“AB”、“BCA”或“AB和BCA”)法获取的目的基因中不含人胰岛素基因启动子。
(2)如图是利用基因工程生产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构。为使目的基因与载体正确连接,在设计PCR引物时可添加限制酶______________ 的识别序列,PCR引物应该添加在识别序列的______ (填“3′或5′)端。通过上述方法获得人的胰岛素基因后,需要通过PCR技术进行扩增,已知胰岛素基因左端①处的碱基序列为-CCTTTCAGCTCA-,则其中一种引物设计的序列是5′-__________________ -3′。通过上述方法获得人的胰岛素基因后,需要通过PCR技术进行扩增,若计划用1个胰岛素基因作模板获得m(m大于2)个胰岛素基因,则消耗的引物总量是_____________ 个。
(3)PCR扩增的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定,下列叙述中正确的有 ______________。
(4)β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色。先用________ 处理大肠杆菌后,与重组质粒混合培养一段时间,将大肠杆菌接种到添加了______________ 的培养基上筛选出_________ 的菌落即为工程菌种。
(2)如图是利用基因工程生产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构。为使目的基因与载体正确连接,在设计PCR引物时可添加限制酶
(3)PCR扩增的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定,下列叙述中正确的有 ______________。
A.PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶,该酶主要在复性过程起作用 |
B.待测样品中DNA分子的大小和构象、凝胶的浓度等都会影响DNA在电泳中的迁移速率 |
C.进行电泳时,带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动 |
D.琼脂糖溶液中加入的核酸染料利于DNA在紫外灯下被检测 |
(4)β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色。先用
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【推荐2】拟南芥中的生长素运输蛋白(PIN1)对生长素的极性运输具有重要作用。为研究35S启动子(一种来自病毒的强启动子)能否引起下游基因的过量表达,研究人员将35S启动子与 PINI 基因转入拟南芥,观察PIN1过量表达对拟南芥的影响。回答下列问题:
(1)研究人员获取含 PINl 基因的mRNA 后,通过逆转录获得 DNA,再以DNA为模板进行 PCR扩增获取 PINI 基因,该过程需要的原料是_____ 。PCR循环时,首先需要将温度上升到90℃,目的是_____ 。
(2)PCR扩增PIN1 基因时,需要两种引物,据图 1分析,应选择引物_____ 。图1、2中的 PstⅠ、EcoRⅠ、XhoⅠ表示限制酶,为使获取的 PINl 基因与质粒正确连接,根据图1、2分析,应当选择的限制酶是_____ 。
(3)获取 PINI 基因后,需要将35S启动子与 PINI基因一起构建为基因表达载体,35S启动子的作用是_____ 。
(4)为检测目的基因是否导入拟南芥,在分子水平上,实验人员先从转基因拟南芥的 DNA中扩增出35S启动子和 PINl 基因,然后采用电泳来鉴定35S启动子,但不鉴定 PINl基因,其理由是_____ 。在个体水平上,还可以采取的检测方法是_____ 。
(1)研究人员获取含 PINl 基因的mRNA 后,通过逆转录获得 DNA,再以DNA为模板进行 PCR扩增获取 PINI 基因,该过程需要的原料是
(2)PCR扩增PIN1 基因时,需要两种引物,据图 1分析,应选择引物
(3)获取 PINI 基因后,需要将35S启动子与 PINI基因一起构建为基因表达载体,35S启动子的作用是
(4)为检测目的基因是否导入拟南芥,在分子水平上,实验人员先从转基因拟南芥的 DNA中扩增出35S启动子和 PINl 基因,然后采用电泳来鉴定35S启动子,但不鉴定 PINl基因,其理由是
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【推荐3】请回答下列有关基因工程及其应用的问题:
(1)多种限制酶和DNA连接酶,以及_________ 酶的发现,为DNA的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。
(2)基因工程的核心步骤是_________ ;重组Ti质粒载体结构中T-DNA的作用是_________________ 。
(3)科学家设法使烟草细胞形成微创伤,受伤部位细胞产生的乙酰丁香酮可吸引农杆菌向受伤部位集中,这时农杆菌携带某种目的基因进入烟草细胞。获得的转基因烟草细胞通过_________ 技术最终获得转基因烟草,检测烟草细胞是否成功导入该目的基因的方法是_________ 。
(4)利用_____________ 处理植物体细胞可得到原生质体,将目的基因导入原生质体的方法中,除题(3)所述方法外,还可采用_________ 。
(1)多种限制酶和DNA连接酶,以及
(2)基因工程的核心步骤是
(3)科学家设法使烟草细胞形成微创伤,受伤部位细胞产生的乙酰丁香酮可吸引农杆菌向受伤部位集中,这时农杆菌携带某种目的基因进入烟草细胞。获得的转基因烟草细胞通过
(4)利用
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