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《园艺植物生物技术试题》答案一、名词解释（解释下列名词，每小题2分，共20分）1.基因：是一段具有遗传功能的特定核苷酸（DNA或RNA）序列，它指导合成一种功能性肽链或RNA分子，它是遗传物质最小的功能单位。2.质粒：是细菌染色体以外的可以稳定遗传的共价、封闭、环状双链DNA分子。3.同尾酶：有些限制性内切酶虽然识别序列不完全相同，但切割DNA后，产生相同的粘性末端，称为同尾酶。4.RT-PCR：反转录PCR，先将mRNA反转录成cDNA，然后再以cDNA为模5.分子标记：指在分子水平上可标识的遗传多态性，主要指DNA水平上的遗传多态性。6.生物技术：以生命科学为基础，利用生物体系和工程原理生产生物制品和创造新物种的综合性科学技术。7.基因文库：是一组DNA或cDNA序列克隆的集合体。8.植物遗传转化：是通过化学、物理以及生物途径有目的地将外源基因导入受体植物基因组中，使其在受体植物细胞内表达，以期改良植物的遗传性状。板，用PCR方法加以扩增。9.选择标记基因：是指该基因的表达产物对选择剂产生抗性，致使转化细胞不受选择剂影响，能正常生长、发育、分化，从而把转化体选择出来的一类基因。10.Southern印迹杂交：是根据毛细管作用的原理，使在电泳凝胶中分离的DNA片段转移并结合在适当的滤膜上，然后通过与已标记的单链DNA或RNA探针的杂交作用以检测这些被转移的DNA片段的技术。二、填空题（不填或错填者不得分，每空1分，共20分）1.限制性内切酶酶切DNA片断后通常有两类末端：平末端和黏性末端。2.在遗传转化的表达载体中通常构建有一些筛选基因或报告基因，如果实验很成功，且检测方法正确，则下列基因的作用效果应呈现的颜色分别是：LacZ基因重组子白色菌斑；GUS呈蓝色；GFP呈绿色。3.DNA复制时，新合成链的延伸方向是从5’到3’。4.植物遗传转化的主要方法是农杆菌介导法和基因枪法。5.种植转基因作物面积最大的4个国家分别是美国、阿根廷、加拿大和中国。6.根据作用方式及功能不同，启动子可分成组成型启动子、组织特异型启动子和诱导型启动子等3种类型。7.植物DNA的提取方法主要有两种：CTAB法和SDS法；DNA含量和纯度分析方法也主要有两种：紫外分光光度法和琼脂糖凝胶电泳法。8.目前常用的两种Ti质粒基因转化载体系统是共整合载体系统和双元载体系统。三、选择题（答案错选或未选者，试题不得分，每小题2.0分，共20分）1.ThemostimportantcontributionofWatsonandCrickis(D)A:ProteinstructuremodelB:RNAstructuremodelC:DNAisthegeneticmaterialD:DNAdouble-helixstructuremodel2.如果DNA一条链是5’-ATCGTACGGGTT-3’，则能与其互补配对的另一条链可能是：（B）A:5’-ATCGTACGGGTT-3’B:5’-AACCCGTACGAT-3’C:5’-TAGCATGCCCAA-3’D:5’-TTGGGCATGCTA-3’3.园艺植物生物技术的核心是：（A）A:基因工程B:细胞工程C:酶工程D:发酵工程4.右下图中剪刀所在位置是DNA分子上的某一酶的酶切位点，长方形是探针结合部位，试问1、2、3三种DNA样品用该酶/探针组合进行RFLP分析能得到的杂交信号条带分别是：（A）A:1、2、1B:1、2、2C:1、1、1D:1、1、25.如果RAPD分析时所选用的随机引物的序列为5’-ATCGTACGGGTT-3’，下列虚线部分为500-1000bp长的DNA区域，请分析其中能进行2的指数倍扩增的有：（D）A:5’ATCGTACGGGTT————3’B:5’ATCGTACGGGTT————TAGCATGCCCAA3’C:5’ATCGTACGGGTT————TTGGGCATGCTA3’D:5’ATCGTACGGGTT————AACCCGTACGAT3’6.基于Southern杂交的分子标记：（A）A:RFLP标记B:RAPD标记C:SSR标记D:SNP标记7.常用的选择标记基因：（B）A:GUS基因B:NPTII基因C:花青素基因D:GFP基因8.在基因操作中所用的限制性核酸内切酶是指：（B）A．I类限制酶B.II类限制酶C.III类限制酶D.核酸内切酶E:绘制目标性状基因连锁图9.外源基因表达蛋白的检测方法有：（B）A:Southern杂交B:Western杂交C:PCR检测D:Northern杂交10.下列不属于现代生物技术研究的内容有：（A）A:有性杂交B:组织培养C:基因克隆D:遗传转化四、简答题（请将答案写在答题纸上，每小题5分，共30分）1.简述目前园艺植物生物技术的主要研究内容。答：在园艺植物中主要是细胞工程和基因工程。具体包括：组织培养、原生质体融合、病毒脱除、分子标记、基因克隆和遗传转化等。2.简述PCR反应体系的主要成分和反应程序的关键步骤。答：模板DNA、Mg2+、Taq酶、引物、Buffer、无菌去离子水。变性、退火、延伸。3.Ti质粒由哪几个区域构成？各区域的功能是什么？答：（1）T-DNA区可以将其携带的外源基因整合到植物基因组中；（2）Vir区调控T-DNA的加工和转移；（3）Con区调控Ti质粒在农杆菌之间的转移；（4）Ori区调控Ti质粒的自我复制4.列举基因工程中常用的工具酶有哪些？答：常用的工具酶①限制性核酸内切酶：是细菌产生的一类能识别和切割双链DNA分子内特定的碱基顺序的核酸水解酶。②DNA连接酶：将两段DNA分子拼接起来的酶。③DNA聚合酶：催化单核苷酸链延伸。④逆转录酶：依赖于RNA的DNA聚合酶，这是一种有效的转录RNA成为DNA的酶，产物DNA又称互补DNA。⑤末端脱氧核糖核酸转移酶：将脱氧核糖核酸加到DNA的3末端。⑥碱性磷酸酶：催化去除DNA、RNA等的5磷酸基团。⑦依赖DNA的RNA聚合酶：识别特异性启动子，RNA转录。5.植物遗传转化的方法有哪些？答：载体转化（根癌农杆菌Ti质粒介导基因转化、发根农杆菌Ri质粒介导基因转化、植物病毒载体介导基因转化）；直接转化（基因枪法、PEG法、电激法、显微注射转化法、超声波转化法、激光微束穿刺法、脂质体介导法等）、种质系统介导转化（花粉管通道法、生殖细胞浸泡法、子房注射法等）五、综述题（两题任选一题，请将答案写在答题纸上，共10分）1.通过对园艺植物生物技术的学习，谈谈生物技术在园艺科学中的应用与展望。答：（1）细胞工程应用良种快繁（脱毒）、种质创新（花药培养获得单倍体，胚乳培养获得三倍体，离体诱变获得突变体，原生质体融合）、种质保存、有用物质生产；（2）基因工程应用获得抗病虫材料、获得抗除草剂材料、延迟果实成熟、获得抗逆境材料、获得独特材料；（3）分子标记应用生物多样性和亲缘关系研究、数量性状多重效应、环境因素的影响、对育种材料的分析评价、亲本的选择选配、选育种材料的检测与早期鉴定等，均可利用分子标记技术开展研究。2.试述遗传标记的主要类型遗传标记（GeneticMarkers）是基因型特殊的易于识别的表现形式。它一般具有较强的多态性、表现的共显性、不影响重要的农艺性状和经济方便、易于观察记载等优点。在遗传学的建立和发展过程中起着重要作用。从遗传学的建立到现在，遗传标记的发展主要经历了4个阶段，表现出了4种类型。⑴、形态标记（MorphologicalMarkers）形态标记是指生物的外部特征特性。包括质量性状作遗传标记和数量性状作遗传标记，例如人的肤色、作物的株高、种子的粒形和动物的体重等。它是最早被使用和研究的一类遗传标记。在遗传的分离规律、自由组合定律和连锁交换定律以及群体遗传学和数量遗传学的研究和应用等方面发挥着重要作用。形态学标记研究物种是基于个体性状描述，得到的结论往往不够完善，需生物统计学知识进行严密的分析。⑵、细胞标记（CytologicalMarkers）细胞标记主要指染色体组型和带型。染色体组型是指生物体细胞所有可测定的染色体特征总称。包括染色体总数、染色体组数、每条染色体大小和形态、着丝点的位置等。它是物种特有的染色体信息之一，具有很高的稳定性和再现性。对鉴别真假杂种、对研究染色体结构和数目的变异、物种起源和生物的遗传进化等具有重要价值。⑶、生化标记（BiochemicalMarkers）生化标记是指生物的生化特征特性，主要包括同工酶和贮藏蛋白两种标记。同工酶是生物体代谢的调节者，与特殊的生理功能和细胞分化相联系，也与基因进化和物种的演变有关，因此，同工酶既可作为生理指标又可作为遗传标记在生物群体的遗传进化和分类研究中广为应用。同工酶研究也有助于探讨生物个体发育过程中基因表达与调控。⑷、DNA分子标记（MolecularMarkers）DNA分子标记是能反映生物个体或种群间,基因组中某种差异特征的DNA片段。此DNA片段是将基因组DNA经过限制性内切酶切割和分子杂交或PCR扩增后在电泳凝胶上（或杂交膜上）检测到的。遗传标记的发展随遗传学和科技的发展而发展，总的发展趋势为由低级到高级、由间接到直接、由粗略到精确。上述前3种遗传标记均为以基因表达结果为基础，是对基因的间接反映，第4种标记是DNA水平遗传变异的反映，是对基因的直接反应。与其它遗传标记相比较，DNA分子标记具有诸多优点：1）能对生物各发育时期的个体、各组织、器官和细胞进行检测，直接以DNA的形式表现，不受环境影响，不存在基因表达与否的问题；2）数量丰富，遍及整个基因组，可检测座位几乎无限；3）遗传稳定，多态性高，自然界存在许多等位变异，无须人为创造；4）对生物体的影响表现为“中性”，不影响目标性状的表现，和不良性状无必然连锁；5）多为共显性，能为鉴别纯合基因型和杂合基因型提供完整的遗传信息；目前分子标记已广泛用于植物分子遗传图谱的构建；植物遗传多样性分析与种质鉴定；重要农艺性状基因定位与图位克隆；转基因植物鉴定；分子标记辅助育种选择等方面。第一类是以分子杂交为核心的分子标记技术，包括限制性片段长度多态性标记（Restrictionfragmentlengthpolymorphism,简称RFLP标记）、DNA指纹技术（DNAFingerprinting）、原位杂交（insituhybridization）等；第二类是以聚合酶链式反应（Polymerasechainreaction,简称PCR反应）为核心的分子标记技术，包括随机扩增多态性DNA标记（RandomamplificationpolymorphismDNA,简称RAPD标记）、简单序列重复标记（Simplesequencerepeat,简称SSR标记）等；第三类是一些新型的分子标记，如：单核苷酸多态性（Singlenuleotidepolymorphism,简称SNP标记）、表达序列标签（Expressedsequencestags,简称EST标记）等。