基因工程練案

DNAS組技術(shù)的基本工具與基因工程的基本操作程序練案1、根據(jù)下列所給材料回答問(wèn)題。材料一把人的胰島素基因拼接到大腸桿菌的質(zhì)粒上，然后導(dǎo)入大腸桿菌體內(nèi)，產(chǎn)生出人的胰島素。材料二把螢火蟲(chóng)的發(fā)光基因轉(zhuǎn)入煙草體內(nèi)，培育出能產(chǎn)生熒光的煙草。材料三有人把蜘蛛中控制產(chǎn)生絲腺蛋白的基因轉(zhuǎn)入羊的細(xì)胞中，在羊分泌的乳汁中加入某種物質(zhì)后，可抽出細(xì)絲，這種細(xì)絲可望用作手術(shù)的縫合線。(1)上述生物新品種的產(chǎn)生運(yùn)用了技術(shù)。(2)一種生物的基因在另一種生物體內(nèi)能夠表達(dá)，而不影響其他基因的表達(dá)，這說(shuō)明基因是有效應(yīng)的片段，具有一定的性；同時(shí)可以說(shuō)明各種生物共用一套。⑶上述技術(shù)所用的工具酶有。(4)材料三中的縫合線與普通的縫合線相比有何優(yōu)點(diǎn)？。(5)可遺傳的變異分為三種:、、,而基因工程可以定向改變一個(gè)物種的遺傳性狀,這屬于。2、在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(Kan)常作為標(biāo)記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。如圖為獲得抗蟲(chóng)棉的技術(shù)流程。請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)基因工程的基本操作程序主要包括四個(gè)步驟：目的基因的獲取、:將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、0(2)A過(guò)程需要的酶有和(3)要把重組質(zhì)粒導(dǎo)入土壤農(nóng)桿菌，首先必須用處理土壤農(nóng)桿菌，使土壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)變?yōu)閼B(tài)；然后將在緩沖液中混合培養(yǎng)完成轉(zhuǎn)化過(guò)程。(4)含有重組質(zhì)粒的土壤農(nóng)桿菌侵染離體棉花葉片組織后，將離體棉花葉片組織培養(yǎng)成再生植株要經(jīng)過(guò)[C]和[E]。如要確保再生植株中含有抗蟲(chóng)基因，可在C過(guò)程的培養(yǎng)基中加入。(5)目的基因能否在棉花植株體內(nèi)維持和表達(dá)其遺傳特性的關(guān)鍵是3、根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí)，回答下列問(wèn)題：(1)限制性內(nèi)切酶切割DN6子后產(chǎn)生的片段，其末端類型有和—(2)質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoRI切割后產(chǎn)生的片段如下：AATTC……GG……CTTAA為使運(yùn)載體與目的基因相連，含有目的基因的DN砍可用EcoRI切割外，還可用另一種限制性內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點(diǎn)是(3)按其來(lái)源不同，基因工程找那個(gè)所使用的DNA1接酶有兩類，即DNA?接酶和—DN啦接酶。(4)反轉(zhuǎn)錄作用的模板是,產(chǎn)物是。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，常采用技術(shù)。(5)基因工程中除質(zhì)粒外，和也可作為運(yùn)載體。(6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，一般情況下，不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，原因是4、閱讀如下材料：材料甲：科學(xué)家將牛生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈笫芫言冢玫搅梭w型巨大的“超級(jí)小鼠”；科學(xué)家采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育出轉(zhuǎn)基因煙草。材料乙：T4溶菌酶在翁度較高時(shí)易失去活性，科學(xué)家對(duì)編碼T4溶菌酶的基因進(jìn)行改造，使其表達(dá)的T4溶菌酶的第3位的異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼?，在該半胱氨酸與第97為的半胱氨酸之間形成了一個(gè)二硫鍵，提高了T4溶菌酶的耐熱性。(1)材料甲屬于基因工程的范疇。將基因表達(dá)載體導(dǎo)入小鼠的受精卵中常用法。構(gòu)建基因表達(dá)載體常用的工具酶有和。在培育轉(zhuǎn)基因植物是，常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化發(fā)，農(nóng)桿菌的作用是。(2)材料乙屬于工程范疇。該工程是指以分子生物學(xué)相關(guān)理論為基礎(chǔ)，通過(guò)基因修飾或基因合成，對(duì)進(jìn)行改造，或制造制造一種的技術(shù)。在該實(shí)例中，引起T4溶菌酶空間結(jié)構(gòu)改變的原因是組成該酶肽鏈的序列發(fā)生了改變。5、植物甲具有極強(qiáng)的耐旱性，其耐旱性與某個(gè)基因有關(guān)。若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)理論上，基因組文庫(kù)含有生物的基因；而cDNW庫(kù)中含有生物的基因0(2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫(kù)，再?gòu)闹谐鏊璧哪秃祷颉?3)將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌，并通過(guò)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物的體細(xì)胞中，經(jīng)過(guò)一系列的過(guò)程得到再生植株。要確認(rèn)該耐旱基因是否在再生植株中正確表達(dá)，應(yīng)檢測(cè)此再生植株中該基因的,如果檢測(cè)結(jié)果呈陽(yáng)性，再在田間試驗(yàn)中檢測(cè)植株的是否得到提高。(4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為3：1時(shí)，則可推測(cè)該耐旱基因整合到了(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)。6、已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P),該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，由305個(gè)氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋白質(zhì)(R)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對(duì)蛋白質(zhì)的進(jìn)行改造。(2)以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1基因的途徑有修飾基因或合成基因，所獲得的基因表達(dá)時(shí)是遵循中心法則的，中心法則的全部?jī)?nèi)容包括的復(fù)制；以及遺傳信息在不同分子之間的流動(dòng)，即：0

（3）蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過(guò)和,進(jìn)而確定相對(duì)應(yīng)的脫氧核甘酸序列，據(jù)此獲得基因，在經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對(duì)蛋白質(zhì)的生物進(jìn)行鑒定07、某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNAS入到AmP或Tetr中會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活（Amp表示氨葦青霉素抗性基因，Tet「表示四環(huán)素抗性基因）。有人將此質(zhì)粒載體用BamH酶切后，與用BamH酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌，結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌。回答下列問(wèn)題：（1）質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有（答出兩點(diǎn)即可）。而作為基因表達(dá)載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動(dòng)子和終止子。（2）如果用含有氨葦青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含有環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是;并且?口的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原因是。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的單菌落,還需使用含有原因是的固體培養(yǎng)基。（3）基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNAS制所需的原料來(lái)自于8、圖（a）中的三個(gè)DNA>t段上以此表示出了EcoRI、BamHI和Sau3AI三種限制性內(nèi)切酶的識(shí)別序列與切割位點(diǎn)，圖（b）為某種表達(dá)載體示意圖（載體上的EcoRI、Sau3AI的切點(diǎn)是唯一的）。<TIAAG復(fù)?限點(diǎn)obATCC*C€TAGG*根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí)，回答下列問(wèn)題：復(fù)?限點(diǎn)obATCC*C€TAGG(1)經(jīng)BamHI酶切割得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被酶切后的產(chǎn)物連接，理由是。(2)若某人利用圖(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的額,不能表達(dá)的原因是。DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)的酶，常見(jiàn)的有和,其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是09、真核生物基因中通常有內(nèi)含子，而原核生物基因中沒(méi)有，原核生物沒(méi)有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNAff列的機(jī)制。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)可以表達(dá)出某種特定蛋白(簡(jiǎn)稱蛋白A)o回答下列問(wèn)題：(1)某同學(xué)從人的基因組文庫(kù)中獲得了基因A,以大腸桿菌作為受體細(xì)胞卻未得到蛋白A,其原因是(2)若用家蠶作為表達(dá)基因A的載體，在噬菌體和昆蟲(chóng)病毒兩種載體中，不選用作為載體，其原因是(3)若要高效地獲得蛋白A,可選用大腸桿菌作為受體，因?yàn)榕c家蠶相比，大腸桿菌具有(答出兩點(diǎn)即可)等優(yōu)點(diǎn)。(4)若要檢測(cè)基因A是否翻譯出蛋白A,可用的檢測(cè)物質(zhì)是(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。(5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為證明DNA＞遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻(xiàn)，也可以說(shuō)是基因工程的先導(dǎo)，如果說(shuō)他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示，那么，這一啟示是10、幾丁質(zhì)是許多真菌細(xì)胞壁的重要成分，幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。通過(guò)基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)，可增強(qiáng)其抗真菌病的能力。回答下列問(wèn)題：(1)在進(jìn)行基因工程操作時(shí)，若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRNA常選用嫩葉而不選用老葉作為實(shí)驗(yàn)材料，原因是提取RNAM,提取液中需添加RNAB抑制劑，其目的是o(2)以mRNM材料可以獲得cDNA其原理是(3)若要使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，需要通過(guò)質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，原因是(答出兩點(diǎn)即可)。(4)當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時(shí)，DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是0(5)若獲得的轉(zhuǎn)基因植株(幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中)抗真菌病的能力沒(méi)有提高，根據(jù)中心法則分析，其可能的原因是答案1----5DDCCC6----10CADCD11---15CDCBC16----20DABDD21、（1）DNA重組（基因工程）（2）遺傳DNA獨(dú)立遺傳密碼（3）限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶（4）可以被分解吸收，不用拆線（5）基因突變基因重組染色體變異基因重組22、答案：（1）基因表達(dá)載體的構(gòu)建目的基因的檢測(cè)與鑒定（2）限制酶DNA連接酶（3）Ca2感受重組質(zhì)粒和感受態(tài)細(xì)胞（4）脫分化再分化卡那霉素（5）目的基因是否插入受體細(xì)胞的DNA分子上3、（1）粘性末端平末端。（2）切割產(chǎn)生的DNAt段末端與EcoRI切割產(chǎn)生的相同。（3）大腸桿菌T4（4）mRNA（或RNAcDNA（DNA）PCR（5）噬菌體和動(dòng)植物病毒（6）未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒（外源DNA的能力極弱。4、（1）顯微注射限制酶DNA連接酶農(nóng)桿菌可感染植物，將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中（2）蛋白質(zhì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)新蛋白質(zhì)氨基酸5、（1）全部部分（2）篩選（3）乙表達(dá)產(chǎn)物耐旱性（4）同源染色體的一條上6、（1）氨基酸序列（或結(jié)構(gòu)）（1分，其他合理答案也給分）（2）PP（每空2分，共4分）DN-RNA（或遺傳物質(zhì)）（2分）DNA-*RNARNA-*DNARNA^蛋白質(zhì)（或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯）（3分）（3）設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測(cè)氨基酸序列（每空2分，共4分）功能（1分）（1）能夠自我復(fù)制具有標(biāo)記基因（2）二者均不含氨茉青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不能生長(zhǎng)。含有質(zhì)粒載體含有重組質(zhì)粒二者均含氨茉青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng)。四環(huán)素（3）受體細(xì)胞TOC\o"1-5"\h\z8、（1）Sau3Al（2分）兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端（2分）（2）甲和丙（2分）甲中目的基因插入在啟動(dòng)子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄（3分）（3）E.coliDNA連接酶（2分）T4DNA連接酶（2分）T4DNA連接酶（2分）9、（