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几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分,几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质...

几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分,几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内,可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题:

1)在进行基因工程操作时,若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA,常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料,原因是____________。提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目的是____________

2)以mRNA为材料可以获得cDNA,其原理是________________________________________________

3)若要使目的基因在受体细胞中表达,需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导人受体细胞,原因是________________________________________________________________________(答出两点即可)。

4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时,DNA连接酶催化形成的化学键是____________

5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高,根据中心法则分析,其可能的原因是____________

 

嫩叶组织细胞易破碎 相应mRNA多抑制RNA被水解 逆转录过程的碱基互补配对 目的基因因缺少相应的启动子和终止子,缺少复制原点 磷酸二酯键 转录和翻译过程受影响 【解析】 基因工程技术的基本步骤: (1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。 (2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。 (3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。 (4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术.个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 (1)由于嫩叶组织细胞易破碎,因此在进行基因工程操作时,若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA,常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料。提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目的是防止提取的mRNA被RNA酶分解。 (2)以mRNA为材料可以获得cDNA,原因是在逆转录酶的作用下,以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA。 (3)若要使目的基因在受体细胞中表达,需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞,原因是:质粒载体中有启动子、终止子,便于目的基因的表达;质粒中含有复制原点等。 (4)DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。 (5)基因表达包括转录和翻译两个步骤,若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高,其可能的原因是几丁质酶基因没有转录或翻译异常。
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考点分析:
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真核生物基因中通常有内含子,而原核生物基因中没有,原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白A)。回答下列问题:

(1)某同学从人的基因组文库中获得了基因A,以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A,其原因是__________

(2)若用家蚕作为表达基因A的载体,在噬菌体和昆虫病毒两种载体中,不选用_______作为载体,其原因是_________

(3)若要高效地获得蛋白A,可选用大肠杆菌作为受体,因为与家蚕相比,大肠杆菌具有________(答出两点即可)等优点。

(4)若要检测基因A是否翻译出蛋白A,可用的检测物质是________(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”)。

(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献,也可以说是基因工程的先导,如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示,那么,这一启示是______________

 

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某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光,这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在GFP基因的5′末端,获得了L1-GFP融合基因(简称为甲),并将其插入质粒P0,构建了真核表达载体P1,其部分结构和酶切位点的示意图如下,图中E1~E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。

回答下列问题:

(1)据图推断,该团队在将甲插入质粒P0时,使用了两种限制酶,这两种酶是_________。使用这两种酶进行酶切是为了保证_______________,也是为了保证__________________

(2)将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后,若在该细胞中观察到了绿色荧光,则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了_________________过程。

(3)为了获得含有甲的牛,该团队需要做的工作包括:将能够产生绿色荧光细胞的_____________移入牛的____________中、体外培养、胚胎移植等。

(4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中,某同学用PCR方法进行鉴定。在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的____________(填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”)作为PCR模板。

 

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回答下列问题:

(1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Coben)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外,还证明了___________(答出两点即可)。

(2)体外重组的质粒可通过Ca2+参与的___________方法导入大肠杆菌细胞,而体外重组的噬菌体DNA通常需与___________组装成完整的噬菌体后,才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞,在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中,可作为重组噬菌体宿主细胞的是___________

(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时,表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解,在实验中应选用______________________的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋白质纯化的过程中应添加___________的抑制剂。

 

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基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。

(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成,也可以从基因文库中获得。基因文库包括________________

(2)生物体细胞内的DNA复制开始时,解开DNA双链的酶是________。在体外利用PCR技术扩增目的基因时,使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是________。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的________

(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是________

 

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下图展示了某蛋白的三级结构片段中两个氨基酸(赖氨酸和天冬氨酸)的相对位置。如果用别的氨基酸取代图中的赖氨酸,有可能会引起该蛋白的空间结构和功能的改变。

1)图中绘出了赖氨酸和天冬氨酸的_______________基团。

2)根据本题,可以推出蛋白质的盘曲折叠的空间结构与_____________________有直接关系。

3)用下图中的哪种或哪几种氨基酸取代赖氨酸,对该蛋白的三级结构造成的影响最小?_________________,主要理由是________________________________________

 

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