基因工程与克隆技术讲义答案

基因工程与克隆技术

考点1 基因工程

1.(2015·浙江10月选考,节选)答案:限制性核酸内切酶

2.(2016·浙江4月选考,节选)

答案:(1)逆转录重组DNA分子农杆菌 B (2)摇床维持渗透压

3.(2018·浙江4月选考,节选)回答与基因工程和植物克隆有关的

问题:

(1)将含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体pBI121均用限制性核酸内切酶EcoRⅠ酶切,在切口处形

成。选取含抗虫基因的DNA片段与切割后的pBI121用DNA连接酶连接,在两个片段相邻处形成,获得重组质粒。

(2)已知用CaCl2处理细菌,会改变其某些生理状态。取CaCl2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作,使重组质粒进入农杆菌,完成实验。在离心管中加入液体培养基,置于摇床慢速培养一段时间,其目的

是 ,

从而表达卡那霉素抗性基因,并大量增殖。

解析:(1)EcoRⅠ酶切目的基因和载体,在切口处形成粘性末端;DNA连接酶使具有相同粘性末端的两个片段形成磷酸二酯键,能获得重组

质粒。

(2)目的基因进入受体细胞内并在受体细胞内维持稳定和表达的过程,称为转化。经转化的农杆菌,在离心管中加入液体培养基,置于摇床慢速培养一段时间,以使CaCl2处理过的农杆菌恢复细胞的正常状态。

答案:(1)粘性末端磷酸二酯键

(2)转化使CaCl2处理过的农杆菌恢复细胞的正常状态

1.基因工程的工具

2.基因工程的原理与操作步骤

(1)基因工程的原理

①基本原理:让人们感兴趣的基因(即目的基因)在宿主细胞中稳定和高效地表达。

②基本要素:多种工具酶、目的基因、载体和宿主细胞等。

(2)基因工程的基本操作步骤

3.形成重组DNA分子

(1)单酶切法

将同一种限制性核酸内切酶切割的质粒与目的基因片段混合,加入DNA连接酶,两两连接的产物(重组DNA分子)有以下3种:目的基因与目的基因的连接物;质粒与质粒的连接物;目的基因与质粒的连接物。其中,只有目的基因与质粒的连接物才是真正需要的。

(2)双酶切法

双酶切法的优点主要在于防止质粒和目的基因自身环化以及保证目的基因单向插入质粒。

【自我诊断】

1.转入外源基因的动物称为转基因动物。( √)

2.从猪血液中提取的胰岛素属于基因工程药物。( ×)

3.限制性核酸内切酶作用于DNA分子的氢键,使DNA双链断开。( ×)

4.限制性核酸内切酶能够特异性识别并切割烟草花叶病毒遗传物质。( ×)

5.基因工程的工具酶包括限制性核酸内切酶、DNA连接酶及质粒。( ×)

6.质粒中的抗生素合成基因等标记基因通常会用于含有目的基因受体细胞的筛选。( ×)

7.质粒是一种直链DNA分子,可作为基因工程中的载体。( ×)

8.DNA聚合酶和限制性核酸内切酶是基因工程中常用的两种工具酶。( ×)

9.土壤农杆菌转化法是将目的基因与农杆菌质粒重组,然后将重组DNA分子导入植物受体细胞。( ×)

10.基因工程的原理是让人们感兴趣的基因在宿主细胞中稳定的保存和表达。( √)

11.多种工具酶、目的基因、载体和宿主细胞是进行基因工程操作的基本要素。( √)

12.目的基因序列未知,可采用PCR扩增获得目的基因。( ×)

13.构建基因文库时需包含目的基因。( √)

14.将目的基因导入动物细胞和植物细胞最常用的方法分别是农杆菌转化法和显微注射法。( ×)

15.利用氯化钙处理农杆菌细胞,可以增加其细胞膜的通透性。( ×)

16.在宿主细胞中检测到目的基因存在,说明转基因技术操作成功。( ×)

17.限制性核酸内切酶和DNA连接酶为基因的分离和重组提供了必要手段。( √)

18.基因治疗是向目的细胞中导入正常基因以替换细胞中不正常的基因。( ×)

考向1 基因工程的工具

【例1】下列关于基因工程的有关叙述,正确的是( )

A.基因工程常用的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA连接酶、载体

B.一种限制性核酸内切酶能识别几种特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA

C.质粒是一种常用载体,是拟核外能自主复制的很小的环状DNA分子

D.DNA连接酶可代替DNA聚合酶用于DNA的复制

解析:基因工程常用的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA连接酶,载体是工具;一种限制性核酸内切酶能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA;质粒是独立于拟核区之外的特殊环状DNA分子,具有自主复制能力;DNA聚合酶以DNA的一条链为模板进行复制,DNA连接酶不需要模板,将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接在一起,形成重组DNA分子。

答案:C

基因工程操作中的6点易错

(1)在切割目的基因时要求用同一种限制性核酸内切酶,目的是产生相同的粘性末端。

(2)将目的基因从DNA分子中切割出来需要消耗4分子水,形成4个粘性末端,目的基因上含有2个粘性末端。

(3)不同DNA分子用相同限制性核酸内切酶切割产生相同的粘性末端,同一种DNA分子用不同的限制性核酸内切酶切割,产生的粘性末端一般不同。

(4)基因工程中用到的载体并非只有质粒,还有λ噬菌体、植物病毒和动物病毒,其中质粒和λ噬菌体可将外源基因载入到大肠杆菌等宿主细胞中,而植物病毒和动物病毒能够将外源基因分别载入到植物细胞和动物细胞内。

(5)基因工程中载体与细胞膜上载体本质不同,前者化学本质为DNA,后者为蛋白质。

(6)标记基因与目的基因的表达无关,其作用为筛选含有目的基因的受体细胞。