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高中生物学
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综合题
1.
(2024高二下·镇海区期末)
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AtACSS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的基因分别和GUS报告基因融合,并转入拟南芥。图1为使用的载体图谱,kan'为卡那霉素抗性基因,Amp'为氨苄青霉素抗性基因。据此回答下列问题:
幼嫩根
幼嫩叶
成熟根
成熟叶
AtACS
4
艹
++
++++
AtACS
5
+
++++
++
++
注:+越多,表示GUS基因产物经染色后颜色越深
(1) 目的基因的克隆:根据AtACS4和AtACS5序列信息,设计引物对目的基因PCR扩增,对扩增产物进行电泳。制备凝胶时选择合适的梳子来制备样品孔,插入齿梳的时间应在琼脂糖凝固
(“前”或“后”)。电泳过程中,凝胶点样孔端应靠近电泳槽
极接口,电泳完成后切胶回收DNA,测序验证。
(2) 构建重组DNA分子:测序后可知所得条带确为实验所需条带且无突变。为使目的基因正确插入载体相应位置,设计引物时,在目的基因两端分别引入
两种限制酶的识别序列。用
酶处理PCR所得的DNA片段与空载体(未插入目的基因的载体),可获得重组DNA 分子。
(3) 将重组DNA 导入农杆菌:用氯化钙处理后的农杆菌,
发生了变化,成为感受态细胞。低温下将农杆菌与重组DNA混匀,使外源DNA粘附与受体细胞表面,最后短暂热刺激,使外源 DNA 进入受体细胞。将受体菌接种在
(“含”或“不含”)抗生素的培养液中,慢速培养一段时间,使细胞恢复回正常状态,并表达相关基因。两小时后,再将农杆菌溶液涂布于添加了
的LB平板进行筛选。
(4) 农杆菌转化拟南芥:将转基因农杆菌与消毒处理拟南芥叶片共同培养,共同培养后的拟南芥叶片转入含氨苄青霉素的固体培养基,进行多次
培养,主要目的是除去农杆菌和筛选转化的植物细胞。若培养基中氨苄青霉素浓度太低,可能会出现较多假阳性植株,因此在转基因前需要对受体进行
检测。经过发芽和生根培养后的组培苗,在移栽大田前需进行炼苗,炼苗的作用是
。
(5) 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,用肉眼可看到,且一定程度下染色深浅可反映出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。AtACS
4
和AtACS
5
的启动子和GUS报告基因融合后进行转化、染色后获得的实验结果如上表,可以推测
启动子在幼嫩植铢的叶片中表达量更高,AtACS
4
在根中的表达情况是
。
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