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科学家从某细菌中提取抗盐基因,转入烟草并培育成转基因抗盐烟草.如图是转基因抗盐烟草的培育过程,含目的基因的外源DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点.请分析回答下列
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问题描述:

科学家从某细菌中提取抗盐基因,转入烟草并培育成转基因抗盐烟草.如图是转基因抗盐烟草的培育过程,含目的基因的外源DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点.请分析回答下列问题.

(1)在该过程中,研究人员首先获取了抗盐基因(目的基因),并采用___技术对目的基因进行扩增,扩增时需要在反应体系中加人DNA模板、___、___核苷酸原料等.

(2)用图中的质粒和目的基因构建取组成质粒,不能使用Smal酶切割,原因是___.图中①②过程为防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化,应选用___酶对外源DNA和质粒进行切割.

(3)为了确定转基因抗盐烟草是否培育成功,既要用放射性同位索标记的___作探针进行分子水平的检测,又要在个体水平上鉴定,后者的具体方法是___.

林维斯回答:
  (1)在植物基因工程操作过程中,研究人员首先获取了抗盐基因(目的基因),并可以采用PCR(聚合酶链式反应)技术对目的基因进行扩增,该技术需要的条件有:两种引物、酶(耐热的DNA聚合或热稳定性的DNA聚合酶)、原料(4种脱氧核苷酸)、模板(目的基因的两条脱氧核苷酸链).   (2)由图可知,使用SmaI酶切割,将会破坏质粒的抗性基因(标记基因),同时也会破坏目的基因片段,因此用图中的质粒和目的基因构建重组DNA分子时,不能使用SmaⅠ酶切割.标记基因和外源DNA目的基因中均含有EcoRⅠ酶切位点,用该酶切割,再在DNA连接酶的作用下,可形成3种环状产物,即外源DNA自身连接、质粒自身连接、外源DNA和质粒连接,因此为了防止目的基因的外源DNA片段和质粒自身环化,应选用BamHI和HindⅢ酶对外源DNA和质粒进行切割,这样使目的基因两端的黏性末端不同,可以防止自身环化.   (3)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功,有分子水平的检测,也有个体水平的鉴定.分子水平的检测中,利用用射性同位素标记的抗盐基因(或目的基因)作探针进行分子杂交检测;个体水平上鉴定中,将培育的烟草幼苗栽培于含有一定盐的土壤中,观察该烟草植株的生长状态.   故答案为:   (1)PCR 热稳定DNA聚合酶(耐高温的DNA聚合酶或Taq酶) 引物   (2)SmaⅠ酶会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因 BamHⅠ和HindⅢ   (3)抗盐基因(目的基因) 将培育的烟草幼苗栽培于含有一定盐度的土壤中,观察该烟草植株的生长状态(用一定浓度的盐水浇灌该转基因烟草幼苗,观察该烟草植株的生长状态)
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