

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文檔簡介
1、第 1頁共 7頁 檢測(十九) “基因工程與克隆技術(shù)”課后強(qiáng)訓(xùn)卷 1. (2018 南充模擬)鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種單基因遺傳病,患者的血紅蛋白分子 3- 肽鏈第 6 位氨基酸谷氨酸被纈氨酸代替,導(dǎo)致功能異常?;卮鹣铝袉栴}: (1) 異常血紅蛋白的氨基酸序列改變的根本原因是編碼血紅蛋白基因的 _ 序列發(fā) 生改變。 (2) 將正常的血紅蛋白基因?qū)牖颊叩墓撬柙煅杉?xì)胞中,可以合成正常的血紅蛋白達(dá) 到治療的目的。此操作 _ (填“屬于”或“不屬于” )蛋白質(zhì)工程,理由是該操作 (3) 用基因工程方法制備血紅蛋白時(shí),可先提取早期紅細(xì)胞中的 _ ,以其作為模 板,在 _ 酶的作用下逆轉(zhuǎn)錄合成 cDNA
2、。cDNA 與載體需在限制酶和 _ 酶的作 用下,拼接構(gòu)建基因表達(dá)載體,導(dǎo)入受體菌后進(jìn)行表達(dá)。 (4) _檢測受體菌是否已合成血紅蛋白,可從受體菌中提取 _ ,用相應(yīng)的抗體進(jìn)行 _ 雜交,若出現(xiàn)雜交帶,則表明該受體菌已合成血紅蛋白。 解析:(1)患者的血紅蛋白分子 3駄鏈第 6 位的谷氨酸變成了纈氨酸,此氨基酸的變化 是由于控制合成血紅蛋白分子的 DNA 的堿基序列發(fā)生了改變,從而導(dǎo)致了 mRNA 上密碼 子的改變。(2)將正常的血紅蛋白基因?qū)牖颊叩墓撬柙煅杉?xì)胞中,可以合成正常的血紅 蛋白達(dá)到治療的目的。此操作沒有對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,不屬于蛋白質(zhì)工程。 (3) 用基 因工程方法制備血紅
3、蛋白時(shí),可先提取早期紅細(xì)胞中的 RNA,以其作為模板,在逆轉(zhuǎn)錄酶 的作用下合成 cDNA。cDNA 與載體需在限制酶和 DNA 連接酶的作用下,拼接構(gòu)建基因表 達(dá)載體,導(dǎo)入受體菌后進(jìn)行表達(dá)。 (4)從受體細(xì)胞中分離純化出目的蛋白,用相應(yīng)的抗體進(jìn) 行抗原一抗體特異性雜交,若出現(xiàn)雜交帶,則表明該受體菌已合成血紅蛋白。 答案:(1)堿基(脫氧核苷酸)()(2)不屬于沒有對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造(或沒有對基因 進(jìn)行修飾)(3)mRNA 逆轉(zhuǎn)錄 DNA 連接(4)蛋白質(zhì) 抗原一抗體 2. (2018 內(nèi)江一模)干擾素是動(dòng)物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì),可以用于治療病毒感染和癌 癥。將人的干擾素的 cDNA 在大腸
4、桿菌中進(jìn)行表達(dá),產(chǎn)生的干擾素的抗病毒活性只有天然 產(chǎn)品的十分之一,且體外保存相當(dāng)困難。研究發(fā)現(xiàn)若將第 17 位的半胱氨酸改變?yōu)榻z氨酸, 生產(chǎn)出的干擾素的抗病毒活性是原來的 100 倍,并且在-70 C的條件下,可以保存半年, 給廣大患者帶來福音。 (1) 從上述資料可知,若要改第 2頁共 7頁 變干擾素的功能,可以考慮對于擾素 _ 進(jìn) 行改造。 (2) _ 對干擾素進(jìn)行改造,應(yīng)該直接對 (填“干擾素分子”或“干擾素的 cDNA ”)進(jìn)行操作來實(shí)現(xiàn),原因是 _ 。 (3)與蛋白質(zhì)工程相比較,基因工程在原則上只能生產(chǎn) _ 的蛋白質(zhì),不 一定符合生產(chǎn)和生活的需要,而蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律
5、及其與生物功能的 關(guān)系為基礎(chǔ),通過 _ 或 _ ,得到符合要求的 _ ,再通過 _ (填生理過程)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)蛋白質(zhì)的合成,滿足生產(chǎn)和生活需要。 解析:(1)從上述資料可知,若將第 17 位的半胱氨酸改變?yōu)榻z氨酸,生產(chǎn)出的干擾素的 抗病毒活性是原來的 100 倍,故若要改變干擾素的功能,可以考慮對干擾素氨基酸序列進(jìn) 行改造。(2)對干擾素進(jìn)行改造,應(yīng)該直接對干擾素的 CDNA 進(jìn)行操作來實(shí)現(xiàn),原因是 蛋 白質(zhì)的結(jié)構(gòu)由基因決定,蛋白質(zhì)不能直接遺傳,基因可以遺傳; 對基因的改造比對蛋白 質(zhì)的改造要容易。(3)與蛋白質(zhì)工程相比較,基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋 白質(zhì),不一定符合生產(chǎn)和生活的需要
6、,而蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生 物功能的關(guān)系為基礎(chǔ),通過基因修飾或基因合成,得到符合要求的基因,再通過轉(zhuǎn)錄和翻 譯實(shí)現(xiàn)相應(yīng)蛋白質(zhì)的合成,滿足生產(chǎn)和生活需要。 答案:(1)氨基酸序列 (2)干擾素的 CDNA 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)由基因決定,蛋白質(zhì)不能 直接遺傳,基因可以遺傳;對基因的改造比對蛋白質(zhì)的改造要容易 (3)自然界已存在 基 因修飾基因合成基因轉(zhuǎn)錄和翻譯 3. (2018 華南師大附中三模)華蟾素是我國經(jīng)典抗腫瘤藥物。研究人員為探尋華蟾素注 射液抗肝癌細(xì)胞的作用機(jī)理,進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)。請回答下列問題: I .肝癌細(xì)胞的培養(yǎng): (1) _ 培養(yǎng)肝癌細(xì)胞時(shí), 在培養(yǎng)基中加入適量的
7、以補(bǔ)充合成培養(yǎng)基中缺乏的物 質(zhì),為防止培養(yǎng)過程發(fā)生污染要加入 _ 。此外,每 48h 更換 1 次培養(yǎng)液,目的是 _ ;同時(shí)還要提供適宜的溫度、 _ 、氧氣 和二氧化碳等環(huán)境條件。 n .探究華蟾素藥效作用機(jī)理的實(shí)驗(yàn): (2) DNA 拓?fù)洚悩?gòu)酶n (簡稱 Topon)為真核生物所必需,在 DNA 復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等方面發(fā) 揮重要作用,Topon在腫瘤細(xì)胞中含量明顯高于正常細(xì)胞。 華蟾素注射液處理細(xì)胞 48h 后, 采用逆轉(zhuǎn)錄一聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)檢測 Topon基因的表達(dá)情況,結(jié)果如表。 第 3頁共 7頁 華蟾素濃度(卩 g/mL) 0 0.10 0.20 0.40 Topon基因表達(dá)量 + + +
8、 + + + + + + + + + 逆轉(zhuǎn)錄一聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的主要原理是: 提取肝癌細(xì)胞中的總 RNA,在 _ 酶的作用下合成 cDNA,再以 cDNA 為模板進(jìn)行 PCR 擴(kuò)增,為完成該反應(yīng)還需要添加 由上可知,華蟾素注射液在分子水平上影響肝癌細(xì)胞的機(jī)理是 解析:(1)在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),所需的營養(yǎng)物質(zhì)有糖、氨基酸、促生長因子、無機(jī)鹽、 微量元素等,將這些物質(zhì)按其類別和所需的數(shù)量嚴(yán)格配制而成的培養(yǎng)基,稱為合成培養(yǎng)基。 由于人們對細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)還沒有完全搞清楚,因此,在使用合成培養(yǎng)基時(shí),通常需 要加入血清、血漿等一些天然成分;為防止培養(yǎng)過程發(fā)生污染需要在培養(yǎng)基加入抗生素; 為了防止代謝物積累
9、對細(xì)胞自身造成危害,還要定時(shí)更換培養(yǎng)液;同時(shí)還要提供適宜的溫 度、pH、氧氣和二氧化碳等環(huán)境條件。 (2) 逆轉(zhuǎn)錄需要以提取的 mRNA 為模板,以游離 的脫氧核苷酸為原料,在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下合成 cDNA。進(jìn)行 PCR 擴(kuò)增時(shí)需要準(zhǔn)備四類物 質(zhì):模板(cDNA)、原料(四種脫氧核苷酸卜引物和 Taq 酶。由題干信息和表中實(shí)驗(yàn)結(jié)果 可知,華蟾素注射液在分子水平上影響肝癌細(xì)胞的機(jī)理是抑制 Topon基因的轉(zhuǎn)錄,最終導(dǎo) 致 Topon含量降低。 答案:(1)血清(血漿)抗生素 提供營養(yǎng)物質(zhì)和防止代謝物積累對細(xì)胞自身造成危害 pH 逆轉(zhuǎn)錄 引物、耐高溫的 DNA 聚合酶(Taq 酶)和四種脫氧核苷酸
10、 抑制 Topon 基因的轉(zhuǎn)錄,最終導(dǎo)致 Topon含量降低 4. (2018 南京三模)圖 1 是利用兩種不同生物技術(shù)將小鼠培育成大鼠的過程。圖 2 中質(zhì) 粒是基因工程中常用的質(zhì)粒 plJ702,其中 tsr 為硫鏈絲菌素抗性基因, mel 是黑色素合成基 因,其表達(dá)能使白色的鏈霉菌菌落變成黑色菌落;而限制酶 Clal、Bgl n、PstI、SacI、 SphI在 pIJ702 上分別只有一處識別序列。 圖2 第 4頁共 7頁 pIJ702 pZHZ8 Bgl n 5.7 kb 6.7 kb Cla I 5.7 kb 2.2 kb,4.5 kb PstI 5.7 kb 1.6 kb,5.1
11、kb (1)圖 1 中應(yīng)用到的生物工程技術(shù)有 _ 。C 分子稱為 _ 其上的生長激素基因表達(dá)產(chǎn)物的受體分布在丁鼠的全身細(xì)胞的 _ 。 若大鼠甲和大鼠乙體內(nèi) X 染色體上均帶有某種致病基因,則培育出的大鼠丙和大鼠 丁攜帶致病基因的是 _ (不考慮基因突變)。 (3) 用 Sacl和 Sph I同時(shí)切割大鼠生長激素基因和質(zhì)粒 plJ702,獲取的目的基因去置 換 pIJ702 上 0.4 kb 的片段,構(gòu)成重組質(zhì)粒 pZHZ8。上述兩種質(zhì)粒的限制酶酶切片段長度 列在表中。由此判斷目的基因的片段長度為 _ kb。參照表中數(shù)據(jù),如果用 PstI 和 Cla I同時(shí)酶切重組質(zhì)粒 pZHZ8,則兩種酶可將
12、 pZHZ8 切成 _ 個(gè)片段。 (4) _ 重組質(zhì)粒 pZHZ8 上的標(biāo)記基因是 ,在含硫鏈絲菌素固體培養(yǎng)基上培 養(yǎng)后,篩選過程中要淘汰 _ 色的菌落。 解析:(1)圖 1 中技術(shù)I為核移植技術(shù),技術(shù) n為轉(zhuǎn)基因技術(shù),應(yīng)用到的生物工程技術(shù) 有核移植技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、胚胎移植技術(shù)、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。 c 分子稱為基因表達(dá)載體 (重組 DNA 分子或重組質(zhì)粒),生長激素通過和細(xì)胞膜表面的受體結(jié)合調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝。 (2) 大 鼠甲體內(nèi) X 染色體上帶有的某種致病基因會(huì)隨細(xì)胞核傳給大鼠丙, 大鼠乙只為大鼠丁提供 生長激素基因,丁不攜帶大鼠乙體內(nèi) X 染色體上攜帶的致病基因。 (3)用 SacI和 Sp
13、hI同 時(shí)切割大鼠生長激素基因和質(zhì)粒 PIJ702,獲取的目的基因去臵換 pIJ702 上 0.4 kb 的片段, 構(gòu)成重組質(zhì)粒 pZHZ8。 據(jù)表可知重組質(zhì)粒 pZHZ8 比原質(zhì)粒增加 1.0 kb,說明目的基因的 片段長度為 0.4+ 1.0= 1.4 (kb)。據(jù)表可知,PstI 和 Cla I在重組質(zhì)粒 pZHZ8 上均具有兩個(gè) 酶切位點(diǎn),則兩種酶同時(shí)酶切重組質(zhì)粒 pZHZ8 ,可將 pZHZ8 切成 4 個(gè)片段。黑色素合 成基因 mel 會(huì)被破壞,重組質(zhì)粒 pZHZ8 上的標(biāo)記基因是 tsr 基因(硫鏈絲菌素抗性基因),在 含硫鏈絲菌素固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)后,篩選過程中要淘汰黑色的菌落。
14、 答案:(1)核移植技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、胚胎移植技術(shù)、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) 基因表達(dá)載 體(重組 DNA 分子或重組質(zhì)粒)細(xì)胞膜上 (2)大鼠丙攜帶,丁不攜帶 (3)1.4 4 (4)tsr 基因(硫鏈絲菌素抗性基因)黑 5. (2018 東名校聯(lián)考)人的成纖維細(xì)胞與小鼠細(xì)胞進(jìn)行融合獲得部分雜種細(xì)胞,雜種 細(xì)胞中人類染色體會(huì)隨機(jī)丟失,各種雜種細(xì)胞保留人類染色體的種類和數(shù)量是不同的,由 此可以分離得到許多種雜種細(xì)胞。請回答下列問題: 第 5頁共 7頁 (1) _ 誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合常用的誘導(dǎo)因素有 _ (至少寫出兩種)。細(xì)胞 融合體現(xiàn)了細(xì)胞膜的 _ 。 (2) 在培養(yǎng)容器中,誘導(dǎo)兩類細(xì)胞兩兩融合,在加入
15、誘導(dǎo)劑后,培養(yǎng)液中應(yīng)該存在 種細(xì)胞。若只考慮人的成纖維細(xì)胞與鼠細(xì)胞兩兩融合形成的雜種細(xì)胞,假如每種 雜種細(xì)胞只保留了人的 1條染色體,從染色體組成的角度考慮,雜種細(xì)胞最多可能有 種。 培養(yǎng)雜種細(xì)胞的過程中,細(xì)胞需置于含 CO2的混合氣體的培養(yǎng)箱中培養(yǎng), CO2的主 要作用是維持培養(yǎng)液的 _ 。 (4)動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)相對植物細(xì)胞培養(yǎng)要困難得多,一般培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞時(shí)在培養(yǎng)基中必 須要加入 _ ,而培養(yǎng)植物細(xì)胞則不需要。第 6頁共 7頁 (5)運(yùn)用細(xì)胞融合技術(shù)還可以進(jìn)行 _ 的制備,請列舉一項(xiàng)關(guān)于該物質(zhì)的應(yīng)用: 解析:動(dòng)物細(xì)胞融合常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇 (PEG)、滅活的病毒、電激等。細(xì)胞 融合體現(xiàn)
16、了細(xì)胞膜的流動(dòng)性。 (2)培養(yǎng)液中存在人 一人融合細(xì)胞,人 一鼠融合細(xì)胞,鼠 一鼠 融合細(xì)胞,以及沒有融合的人成纖維細(xì)胞和小鼠細(xì)胞, 共 5 種。人體細(xì)胞含有 23 對染色體, 共有 24 種染色體(22 種常染色體+ X + Y),所以當(dāng)每種雜種細(xì)胞只保留了人的 1 條染色體時(shí), 從染色體組成的角度考慮,雜種細(xì)胞最多可能有 24 種。(3)進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),需將其臵 于含 95%空氣加 5%CO 2的混合氣體培養(yǎng)箱中, CO 2的主要作用是維持培養(yǎng)液的 pH。(4) 培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞時(shí)通常需要在培養(yǎng)基中加入血清、血漿等一些天然成分,而植物細(xì)胞培養(yǎng)則 不需要。(5)運(yùn)用細(xì)胞融合技術(shù)可以進(jìn)行單克隆
17、抗體的制備, 單克隆抗體可以作為診斷試劑, 也可以用于治療疾病和運(yùn)載藥物。 答案:聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒、電激 流動(dòng)性 (2)5 24 (3)pH 血清、 血漿(5)單克隆抗體 作為診斷試劑(或用于治療疾病和運(yùn)載藥物 ) 6青島“嶗山奶山羊乳腺生物反應(yīng)器的研制”項(xiàng)目生產(chǎn)的藥用蛋白具有表達(dá)效率高、 成本低、安全性高、易于分離純化的優(yōu)點(diǎn),可產(chǎn)生乙肝表面抗原及抗凝血酶川等醫(yī)藥產(chǎn)品, 造福人類。據(jù)圖回答下列問題: 人的I1NA分子 或 蘇云儉芽抱桿菌 (1) _ 在基因工程中,A 表示 , 如果直接從蘇云金芽孢桿菌中獲得抗蟲基因, 過程使用的酶區(qū)別于其他酶的特點(diǎn)是 _ 。 (2) 在研究過程中
18、,研究人員首先從相關(guān)基因組中獲取了目的基因,并采用 _ 對 目的基因進(jìn)行擴(kuò)增,然后將目的基因與質(zhì)粒等載體組合形成了重組載體。在重組載體的構(gòu) 建過程中需要的工具酶有 _ 。 (3) 將目的基因?qū)胗衩祝ㄓ衩资菃巫尤~植物)受體細(xì)胞的過程中,在過程中一般采用 _ ,在過程中一般采用 _ 。 (4) 由于轉(zhuǎn)基因表達(dá)產(chǎn)物存在于山羊的乳汁中,檢測其乳汁中是否出現(xiàn)藥用蛋白,在分 子水平上的檢測方法及結(jié)果是什么? _ 。 解析:(1)在基因工程中,A 表示目的基因。限制酶的作用特點(diǎn)是一種該酶 (或限制酶) 只能識別一種特定的核苷酸序列, 并且在特定的位點(diǎn)上切割 DNA 分子。(2)目的基因的擴(kuò)增 用 PCR
19、技術(shù),然后將目的基因與載體 (或質(zhì)粒)組合形成重組質(zhì)粒,該重組的過程需要用到 的工具酶有限制酶、 DNA 連接酶。(3)過程表示目的基因?qū)雴巫尤~植物細(xì)胞,一般使用 基因槍法;過程表示目的基因?qū)雱?dòng)物受體細(xì)胞 (受 精 卵)中,一般采用顯微注射法。A 重組 山羊覺體比轉(zhuǎn)M因山羊C 細(xì)胞 玉米受體二轉(zhuǎn)軍兇抗蟲棉 細(xì)胞 第 7頁共 7頁 (4) 在分子水平上檢測轉(zhuǎn)基因山羊的乳汁中是否存在藥用蛋白的方法是用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原 抗體雜交。如果出現(xiàn)雜交帶,表明乳汁中出現(xiàn)了藥用蛋白;如果不出現(xiàn)雜交帶,表明乳第 8頁共 7頁 汁中未出現(xiàn)藥用蛋白。 答案:(1)目的基因 一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列
20、,并在特定的位點(diǎn)切 割 DNA 分子 (2)PCR 技術(shù) 限制酶、DNA 連接酶 (3)基因槍法 顯微注射法 (4)從轉(zhuǎn)基因山羊的乳汁中提取蛋白質(zhì),用特異性抗體進(jìn)行抗原 一抗體雜交;如果出現(xiàn) 雜交帶,表明乳汁中出現(xiàn)了藥用蛋白;如果不出現(xiàn)雜交帶,表明乳汁中未出現(xiàn)藥用蛋白 7. (2017 海南高考)甲、乙兩同學(xué)分別以某種植物的綠色葉片和白色花瓣為材料,利用 植物組織培養(yǎng)技術(shù)繁殖該植物?;卮鹣铝袉栴}: (1) 以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體,在一定條件下進(jìn)行組織培養(yǎng),均能獲 得試管苗,其原理是 _ 。 (2) 甲、乙同學(xué)在誘導(dǎo)愈傷組織所用的培養(yǎng)基中,均加入了一定量的蔗糖,蔗糖水解后 可得到
21、 _ 。若要用細(xì)胞作為材料進(jìn)行培養(yǎng)獲得幼苗,該細(xì)胞應(yīng)具備的條件 是 _ (填“具有完整的細(xì)胞核” “具有葉綠體”或“已轉(zhuǎn)入抗性基 因”)。 (3) 圖中 A、B、C 所示的是不同的培養(yǎng)結(jié)果, 該不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由于培養(yǎng)基中兩 種激素用量的不同造成的,這兩種激素是 _ 。A 中的愈傷組織是 葉肉細(xì)胞經(jīng) _ 形成的。 (4)若該種植物是一種雜合體的名貴花卉,要快速獲得與原植株基因型和表現(xiàn)型都相同 的該種花卉,可用組織培養(yǎng)方法來繁殖,在培養(yǎng)時(shí), _ (填“能”或“不能”)采用經(jīng) 減數(shù)分裂得到的花粉粒作為外植體,原因是 _ 。 解析:(1)植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞具有全能性。 (2)蔗糖是一種
22、二糖,可水解生 成葡萄糖和果糖。具有完整細(xì)胞核的細(xì)胞才能作為材料進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得幼苗。 (3)植物組 織培養(yǎng)過程中,生長素與細(xì)胞分裂素的比值影響培養(yǎng)的結(jié)果,當(dāng)二者比值高時(shí),有利于根 的分化、抑制芽的形成;比值低時(shí),有利于芽的分化、抑制根的形成;比例適中時(shí),促進(jìn) 愈傷組織的形成。 A 中的愈傷組織是經(jīng)脫分化形成的。 (4)要用組織培養(yǎng)方法獲得與原植株 基因型和表現(xiàn)型都相同的該種花卉,培養(yǎng)時(shí)不能采用經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉粒作為外植體, 因?yàn)閷﹄s合體的植株來說,其體細(xì)胞的基因型相同,而花粉粒的基因型與體細(xì)胞的基因型 不同,用花粉粒進(jìn)行組織培養(yǎng)得到的花卉基因型不同于原植株。 答案:(1)綠色葉片和白色花瓣的細(xì)胞都具有全能性,在一定條件下能發(fā)育成完整的植 株(2)葡萄糖、果糖 具有完整的細(xì)胞核 (3)細(xì)胞分裂素、生長素 脫分化 第 9頁共 7頁 (4)不能 對雜合體的植株來說,其體細(xì)胞的基因型相同,而花粉粒的基因型與體細(xì)胞 的基因型不同,用花粉粒進(jìn)行組織培養(yǎng)得到的花卉基因型不同于原植株第 10頁共 7頁
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