1. 透明质酸(HA)是一种糖胺聚糖,主要存在于皮肤、眼睛和关节等组织,有保湿、润滑作用,被广泛应用于医药、化妆品领域。HA可通过动物组织提取和微生物发酵获得,利用生物工程技术对微生物改造是提高HA产率的一条重要途径。回答下列问题:
(1) 透明质酸合成酶HAS3基因长度为1662 bp,用PCR技术扩增该基因并插入图(a)所示的质粒,目的基因插入质粒不宜同时选用的限制酶是,因为

   

(2) 三个不同实验小组的PCR产物电泳检测结果如图(b),泳道的电泳条带不含目的基因HAS3序列扩增产物,原因是
(3) 科研人员在前期研究的基础上,通过在谷氨酸棒杆菌中导入不同来源的HA合成酶基因,构建了三株不同工程菌(分别记为A、B、C),基于HA产量初步筛选后并进行了放大发酵,结果如下。

   

①不同菌株合成HA产量及菌体数量如图(c)所示,其中菌株合成HA效果最好。

②选出菌株后进行放大发酵如图(d)。菌体数量变化规律为,其原因是。以HA产量为目标,结束发酵的最佳时间为

【考点】
基因工程的操作程序(详细); 发酵工程的应用;
【答案】

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2. 为更好地利用农杆菌转化玉米,科学家将基因编辑系统引入农杆菌Ti质粒对其进行改造。
(1) Ti质粒在基因工程中常作为。改造后的Ti质粒的部分序列如图1所示,转入玉米细胞后,gRNA能够与玉米细胞DNA特定位点结合,从而引导Cas9蛋白在此位点切断键断开DNA.HR1和HR2与玉米DNA切断位点上下游序列同源,玉米细胞能以同源序列之间的序列为模板合成一段DNA,连接断开的DNA分子,实现外源片段插入。图1中插入玉米染色体的片段能稳定表达和扩增,其他区域的基因只能瞬时表达且无法扩增。在转化玉米的过程中,使用改造后的Tⅰ质粒的优点是

注:HRA为抗除草剂基因:NPTⅡ为卡那霉素抗性基因

(2) 用上述改造后的农杆菌转化玉米幼胚,在培养基中加入除草剂或均能筛选出已发生转化的幼胚。对培养后的植株进行PCR(引物设计如图2),部分植株实验结果如图3。

电泳结果显示号玉米中成功插入了外源基因,自交后(选填“会”或“不会”)发生性状分离。

(3) 标记基因插入转基因作物染色体中往往会影响植物的生长发育,并带来环境安全隐患。现要制备转耐寒CXE-20基因的转基因玉米,请利用该方法设计Ti质粒相关序列,选择相关基因的序号填入Ti质粒部分序列示意图。

①Cas9   ②gRNA   ③HRA   ④NPTⅡ   ⑤CXE-20   ⑥HR1   ⑦HR2

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