因表达载体时,首先要用同种限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子,以形成相同的黏性末端,其次还需要用DNA连接酶连接目的基因和载体从而形成基因表达载体——重组质粒。(2)油菜Tn基因的mRNA中的UGA变为AGA,则末端序列变为
—AGCGCGACCAGACUCUAA—,在拟南芥中,UGA是终止密码子不编码氨基酸,而在油菜中,UGA变为AGA后可编码一个氨基酸,同时CUC也可编码一个氨基酸,直到UAA终止密码子不编码氨基酸,所以Tn比t多编码2个氨基酸。所有生物共用一套遗传密码子,因此油菜Tn基因能在拟南芥突变体中表达。(3)由图可知重组质粒含有抗生素Kan抗性基因,所以导入重组质粒的受体细胞能在含有抗生素Kan的培养基上生长,若②不能在含抗生素Kan的培养基上生长,则说明重组质粒未导入。若③的种皮颜色为深褐色,则说明油菜Tn基因与拟南芥T基因的功能相同。(4)PCR扩增技术利用的是DNA复制的原理,DNA复制具有半保留复制的特点。由题意可知,若共用了引物62个,说明每一种引物用了31个,则2n-1=31,n=5,即目的基因扩增了5代。 答案:(1)重组质粒 限制酶和DNA连接 酶切割后具有相同的黏性末端
(2)2 所有生物共用一套遗传密码子 (3)重组质粒未导入(目的基因未成功表达) 深褐色 (4)5
【加固训练】(2015·天津二模)荧光素酶及其合成基因在生物研究中有着广泛的利用。
(1)荧光素酶基因常被用作基因工程中的标记基因,其作用是将
筛选出来。
(2)下表为4种限制酶的识别序列和酶切位点,下图为含有荧光素酶基因的DNA片段及其具有的限制酶切点。若需利用酶切法(只用一种酶)获得荧光素酶基因,最应选择的限制酶是 。 限 MspⅠ 制酶 酶切 位点 BamHⅠ MboⅠ SmaⅠ
(3)迄今为止,可将具有上述荧光素酶基因的载体导入动物细胞的技术中,应用最多的、最有效的是 。经一系列步骤,将所获得的胚胎早期培养一段时间后,再移植到雌性动物的 或子宫内,使其发育成为具有新性状的动物。
(4)荧光素酶在ATP的参与下,可使荧光素发出荧光。生物学研究中常利用“荧光素-荧光素酶发光法”来测定样品中ATP的含量。某研究小组对“测定ATP含量时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”进行了探究。
【实验材料】1×10-8mol/L的ATP标准液、缓冲溶液、70 mg/L荧光素溶液(过量)、浓度分别为10、20、30、40、50、60、70的荧光素酶溶液(单位:mg/L)。
【实验结果】见图。
【实验分析与结论】
①实验过程:为使结果更加科学准确,应增设一组 作为对
照。除题目已涉及的之外,还需要严格控制的无关变量有 (至少写出一个)。
②实验结果:由图可知, 点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。
【解析】(1)在基因工程中,标记基因的作用是将含有目的基因的受体细胞筛选出来。(2)比较各种酶切位点可知,限制酶SmaⅠ的酶切位点中包含限制酶
MspⅠ的酶切位点,而且限制酶SmaⅠ和MspⅠ分别位于荧光素酶基因的两侧,若只用一种酶获得荧光素酶基因,最应选择的限制酶是MspⅠ。(3)将具有荧光素酶基因的载体导入动物细胞(通常为受精卵),常采用显微注射技术。正常情况下,受精过程发生在雌性动物的输卵管内,受精卵形成后即在输卵管内开始发育、进行有丝分裂,并且向子宫方向移动,因此,可将基因工程中获得的胚胎培养一段时间后,再移植到雌性动物的输卵管或子宫内,使其发育成为具有新性状的动
物。(4)①依题意可知,该实验的目的是“测定ATP含量时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”,自变量是不同的荧光素酶溶液的浓度,因变量是样品中荧光素发出荧光的强弱,只有与不加荧光素酶溶液的一组对照,实验才更具有说服力,所以应增设一组浓度为0 mg/L的荧光素酶溶液作对照。除了自变量外,凡是对实验结果有影响的因素都属于无关变量,如温度、反应时间、加入液体的量等,需要严格控制。②坐标图显示,荧光素酶浓度低于40 mg/L时,随荧光素酶溶液浓度的增加,试管中荧光强度逐渐增加,当达到40 mg/L时,荧光强度不再随荧光素酶溶液浓度的增加而增加,所以,d点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。
答案:(1)含有目的基因的细胞 (2)MspⅠ (3)显微注射技术 输卵管
(4)①0 mg/L荧光素酶溶液 温度(反应时间) ②d
7.(22分)(2015·天津高考)纤维素分子不能进入酵母细胞。为了使酵母菌能够利用环境中的纤维素为原料生产酒精,构建了含3种不同基因片段的重组质粒。下面是酵母菌转化及纤维素酶在工程菌内合成与运输的示意图。
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