- 基因工程的原理及技术
- 共249题
取同种生物的不同类型细胞,检测其基因表达,结果如右图。
(1)基因1-8中有一个是控制核糖体蛋白质合成的基因,则该基因最有可能是基因___。
(2)图所示细胞中功能最为近似的是细胞____________。
a , 1与6
b ,2与5
c ,2与3
d , 4与5
(3)判断图中细胞功能近似程度的依据是________________。
(4)现欲研究基因1和基因7连接后形成的新基因的功能,导入质粒前,用限制酶切割的正确位置是_______。
(5)右上图是表达新基因用的质粒的示意图,若要将新基因插入到质粒上的A处,则切割基因时可用的限制酶是___________。
(6)新基因与质粒重组后的DNA分子导入受体细胞的概率很小,因此需进行______,才能确定受体细胞已含有目的基因。
(7)在已确定含有目的基因的受体细胞中,若质粒的抗青霉素基因后缺失了两个碱基,将这样的受体细胞接种到含有青霉素的培养基中,该细胞中可能出现的结果是_________(多选)。
a、抗青霉素基因不能转录
b、基因1和7没有表达
c、基因1和7不能连接
d、质粒上的酶切位置发生改变
正确答案
(1)2
(2)a
(3)表达的相同基因最多,差异表达的基因最少
(4)B
(5)C
(6)筛选
(7)b d
解析
略
知识点
图1 表示含有目的基因D 的DNA 片段长度(bp 即碱基对)和部分碱基序列,图2 表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4 种限制性核酸内切酶,它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。请回答下列问题:
(1)图1 的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由 __________连接。
(2)若用限制酶SmaⅠ完全切割图1 中DNA 片段,产生的末端是 __________末端,其产物长度为 ____________________________。
(3)若图1 中虚线方框内的碱基对被T-A 碱基对替换,那么基因D 就突变为基因d。从杂合子中分离出图1 及其对应的DNA 片段,用限制酶SmaⅠ完全切割,产物中共有________种不同长度的DNA 片段。
(4)若将图2 中质粒和目的基因D 通过同种限制酶处理后进行连接,形成重组质粒,那么应选用的限制酶是 __________。在导入重组质粒后,为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌, 一般需要用添加 __________的培养基进行培养。经检测,部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D 不能正确表达,其最可能的原因是 ________________________。
正确答案
(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖
(2)平 537bp、790 bp、661 bp
(3)4
(4)BamH I 抗生素B 同种限制酶切割形成的末端相同,部分目的基因D与质粒反向链接
解析
(1)DNA单链中相邻两个碱基之间通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接。
(2)Sma I识别的序列为GGGCCC,切割后会产生平末端;图1所示的DNA分子中含有两个Sma I的识别位点,第一个识别位点在左端534bp序列向右三个碱基对的位置;第二个识别位点在右端658bp序列向左三个碱基对的位置,从这两个位点切割后产生的DNA片段长度分别为534+3,796-3-3,658+3,即得到的DNA片段长度分别为537bp、790bp和661bp。
(3)在杂合子体内含有基因D和基因d,基因D的序列中含有两个识别位点,经过SmaI 完全切割会产生537bp、790bp和661bp三种不同长度的片段,基因d的序列中含有一个识别位点,经过切割后会产生1327bp和 661bp两种长度的片段,综上,杂合子中分离到该基因的DNA片段经过切割后会产生4种不同长度的片段。
(4)能够获取目的基因并切开质粒的限制酶有识别序列为GGATCC的BamH I和识别序列为GATC的Mbo I,若使用Mbo I会同时破坏质粒中的抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因,所以要用BamH I来切割目的基因和质粒,切割后保留了完整的抗生素B抗性基因,便于筛选出含有重组质粒的大肠杆菌。因为目的基因和运载体是用同种限制酶切割的,目的基因两端的末端和质粒切割后的两个末端都能进行互补,可能出现目的基因反向连接在运载体上的情况,导致基因D不能正确表达。
知识点
回答下列有关基因工程的问题。
(1)基因工程中使用的限制酶,其特点是________。
下图四种质粒含有E1和E2两种限制酶的识别位点,Apr表示抗青霉素的抗性基因,Tcr表示抗四环素的抗性基因。
(2)将两端用E1切开的Tcr基因与用E1切开的质粒X-1混合连接,连接后获得的质粒类型有________。(可多选)
A. X-1
B. X-2
C. X-3
D. X-4
(3)若将上图所示X-1、X-2、X-3、X-4四种质粒导入大肠杆菌,然后分别涂布在含有青霉素或四环素的两种培养基上。在这两种培养基上均不能生长的大肠杆菌细胞类型有______、______。
(4)如果X-1用E1酶切,产生850对碱基和3550对碱基两种片段:那么质粒X-2(Tcr基因的长度为1200对碱基)用E2酶切后的片段长度为________对碱基。
(5)若将外源的Tcr基因两端用E2切开,再与用E2切开的X-1混合连接,并导入大肠杆菌细胞,结果显示,含X-4的细胞数与含X-1的细胞数之比为1:3,增大DNA连接酶用量能否提高上述比值? ________。原因是________。
正确答案
(1)特异性地识别和切割DNA(1分)
(2)ABC(2分)
(3)无质粒细胞(1分);含X-3的细胞(1分)
(4)4750(2分)
(5)不能(1分);DNA连接酶对DNA片段没有选择性/两段DNA末端相同(2分)
解析
略。
知识点
肺细胞中的let7基因表达减弱,癌基因RAS表达增强,会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将let-7基因导人肺癌细胞实现表达,发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图1。
请回答:
(1)进行过程①时,需用 酶切开载体以插入let-7基因。载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位,以驱动let-7基因转录,该部位称为 。
(2)进行过程e委时,需用 酶处理贴附在培养皿壁上的细胞,以利于传代培养。
(3)研究发现,如let-7基因能影响癌基因RAS的表达,其影响机理如图2。据图分析,可从细胞中提取 进行分子杂交,以直接检测let-7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制,可能是由于细胞中 (RASmRNA/RAS蛋白质)含最减少引起的。
正确答案
(1)限制性核酸内切酶(或限制) 启动子
(2)胰蛋白
(3)RNA RAS蛋白
解析
(1)过程①表示基因表达载体的构建,在该过程中需要用限制酶对载体进行切割以便于目的基因的插入(限制性核酸内切酶,简称限制酶,写其他的不得分);启动子是一段特殊的DNA序列,是RNA聚合酶结合和识别的位点,RNA聚合酶结合到该位点,可驱动转录过程。
(2)过程②表示动物细胞培养,培养过程中出现接触抑制后可以用胰蛋白酶处理,使之分散成单个的细胞,之后分装到其他培养瓶里面进行传代培养。
(3)判断目的基因是否在受体细胞中转录,可用分子杂交技术来进行,从细胞中提取mRNA和用放射性同位素或者荧光标记的目的基因单链DNA片段进行杂交。根据题中信息“肺组织细胞中的let-7基因表达减弱,癌基因RAS表达就增强,引发肺癌”导入let7基因后,肺癌细胞受到抑制,说明RAS基因表达减弱,导致细胞中的RAS蛋白质含量减少进而导致癌细胞受抑制。
知识点
图中a表示基因工程,c表示发酵工程,d表示克隆技术,则e和b分别表示
正确答案
解析
略
知识点
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