基因工程练习(8页).doc

-基因工程练习(一)回答下列有关基因工程问题。图9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10表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有MspI、BamHI、MboI、SmaI 4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CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。 1. 若用限制酶SmaI完全切割图9中DNA片段，其产物长度分别为_。 若图9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。从隐形纯合子中分离出图9及其对应的DNA片段，用限制酶Sma I完全切割，产物中共有_种不同长度的DNA片段。2. 为了提高试验成功率，需要通过_技术扩增目的基因，以获得目的基因的大量拷贝。该方法也是检测_多样性的最简单方法。3. 若将图10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_。4. 为了筛选出成功导入含目的基因D的重组质粒的大肠杆菌，首先将大肠杆菌在含_的培养基上培养，得到如图11的菌落。再将灭菌绒布按到培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布按到含_的培养基上培养，得到如图12的结果（空圈表示与图11对照无菌落的位置）。请在图11中圈出一个含目的基因的重组质粒的大肠杆菌的菌落。5. 在选出的大肠杆菌内基因D能成功表达的原因是_。其表达产物是一条多肽链，如考虑终止密码，则其至少含有的氧原子数为_。(二)回答下列有关基因工程的问题图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Msp、BamH、Mbo、Sma4种限制性核酸内切酶切割的碱基序列和酶切位点分别为CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。请回答下列问题：6. 用图1中的外源DNA（含有目的基因D）和图2中的质粒构建重组质粒需要使用限制酶和_。前者（酶）的专一性很强，其作用特点是_。7. 应该使用限制酶BamH同时处理质粒、外源DNA，而不选择其他3种，原因在于（ ）。（多选）A. 若使用Sma或者Msp会破坏目的基因。B. 若使用Sma切割质粒，能成功切开质粒得到粘性末端的可能很低。C. 若使用Mbo切割质粒，质粒上会有2处被切开，会将质粒切成两段不利于筛选。D. 使用限制酶BamH能保证目的基因和质粒获得相同的粘性末端，以便目的基因和运载体定向连接，不至于反向连接。E使用BamH切割质粒，质粒上会有1处被切开，破坏抗生素A抗性基因，保留抗生素B抗性基因，以便于将来筛选含目的基因的受体细胞。F只有使用BamH切割，才能保证质粒和目的基因上产生相同的粘性末端。 8. 若图1中虚线方框内的碱基对被TA碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合子分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶Sma 完全切割，产物中共有_种不同DNA片段。若同时用限制酶Msp、Mbo切割图2中的质粒，则可得到_个DNA片段。为了筛选出成功导入含目的基因D的重组质粒的大肠杆菌，一般可进行如下步骤筛选：图3图49. 第一步：将大肠杆菌在含_的培养基上培养，得到如图3的菌落。第二步：再将灭菌绒布按到培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布按到含_的培养基上培养，得到如图4的结果（空圈表示与图3对照无菌落的位置）。第三步：选出图3培养皿中的某些菌落进行培养，即可得到含重组质粒的大肠杆菌。请在图3中圈出含目的基因的重组质粒的大肠杆菌的菌落以上筛选方式至少需要两步，其实还有其他更简单的操作方法。请阅读下列材料，回答问题。大肠杆菌pUC118质粒的某限制酶唯一酶切序列，位于该质粒的lacZ基因中。lacZ基因中如果没有插入外源基因，便可表达出b-半乳糖苷酶。当培养基中含有A物质时，A物质便会被b-半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落；如果lacZ基因中插入了外源基因，带有pUC118质粒的大肠杆菌便不能表达b-半乳糖苷酶，培养基中的A物质不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落。pUC118质粒还携带了氨苄青霉素抗性基因。右图是利用lacZ基因筛选重组质粒示意图。10. 用图中的培养基中筛选导入了重组质粒的受体大肠杆菌，制备时除含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子等营养物质外还应加入物质应包括（ ）（多选）A伊红美蓝试剂 B琼脂 CA物质 D氨苄青霉素 E四环素 F噬菌体11. 将上述处理后的大肠杆菌置于图中培养基上培养，以检测受体大肠杆菌是否导入重组质粒，结果可能出现蓝色或者白色菌落，其中_色大肠杆菌菌落即为含重组质粒的目的菌。(三)回答下列有关遗传信息传递和表达的问题。12. 用限制酶BamH、Hind单独或联合切割甲DNA分子（长度为14kb），在完全酶切（每个切点都被切断）时得到的DNA片段长度如图11所示（1kb即1000个碱基对）。图12显示了乙DNA分子上的BamH、Hind的切点的情况。下列说法错误的是_。图11图12A甲DNA分子上没有BamH的酶切位点，有一个Hind的酶切位点B甲DNA分子为环状DNA分子C用BamH和Hind联合切割甲DNA分子，最多可能得到7种不同长度线性片段D用BamH和Hind联合切割甲、乙DNA分子（所有切点都被切断），然后用DNA连接酶处理酶切产物，最多能得到9种由两个片段连接而成的环形重组DNA-半乳糖苷酶是一种能够将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖的酶，经-半乳糖苷酶处理过的奶制品可供乳糖不耐症患者安全食用。某研究机构为了研发一种比天然酶活性更高的新型-半乳糖苷酶，从预期新型-半乳糖苷酶的氨基酸序列出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成两条80个碱基的DNA单链，两条链通过16个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用K酶补平，获得双链DNA，过程如图13。图13图1413. K酶是一种_，合成的双链DNA有_个碱基对。14. 在利用K酶得到少数双链DNA分子之后，需要经过PCR获得更多相同的DNA分子并在基因两端加上限制酶识别序列，以便构建基因表达载体。PCR的原理如图14所示。图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。从理论上推测，第六轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为_。在第_轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。某乳业公司欲获得含有-半乳糖苷酶的奶源，研发人员设计了图15所示的技术路线。图中kanR表示卡那霉素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因，Sma、EcoR、EcoR直线所示为三种限制酶的酶切位点。图中的“启动子”对应于mRNA的转录起始位点。图1515. 图15中将-半乳糖苷酶基因插入载体，需要_（填限制酶名称），同时酶切载体和PCR产物。16. 筛选含有重组运载体的大肠杆菌需要在含_的培养基上进行。大肠杆菌作为理想的受体细胞，这是因为它_等特点。17. 过程a一般采用的操作技术是_。18. 能使-半乳糖苷酶基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是_。A启动子 BkanR C复制起始点 DampR(四)回答下列有关微生物、基因工程和酶的问题常见的酿酒酵母能利用葡萄糖，不能利用木糖发酵。若用转基因技术将发酵木糖的关键基因木糖还原酶（XYL1）或木糖异构酶基因（XYLA）转入酿酒酵母中，均能培育出能利用木糖发酵产生酒精的酿酒酵母。图26表示XYL1基因与细菌pYMILP质粒重组的过程示意图。图中AMPr是氨苄青霉素抗性基因，其基因产物可使“碘淀粉”复合物脱色，从而在含有“碘淀粉”的固体平板上形成透明圈。转化成功的酿酒酵母中含AMPr基因的重组质粒拷贝数越多，透明圈越大。图2619. 据图26可知，目的基因的长度是_bp；图中获取目的基因和切割质粒所用的限制性核酸内切酶分别是_、_，最终能形成重组质粒的原因是_。20. 图27是四个成功导入重组质粒的酵母菌的菌株（品系），在“碘淀粉”的固体平板上的生长情况，其中目的基因表达量最高的是_，根据题意，分析原因是_ _。21. 图28是不同温度条件下重组酿酒酵母菌株的木糖异构酶活性。据图推测，此酶最初来自于（ ）A嗜热细菌 B大肠杆菌 C葡萄球菌 D乳酸杆菌(五)基因工程。噬菌体有极强的侵染能力，能在细菌中快速进行DNA复制，产生子代噬菌体，最终导致细菌破裂（称为溶菌状态）；或者整合到细菌基因组中潜伏起来，不产生子代噬菌体（称为溶原状态）。在转基因技术中常用噬菌体构建基因克隆载体，使其在受体细菌中大量扩增外源DNA，以备研究使用。相关操作如下图所示，请回答：22. 组装噬菌体时，可被噬菌体蛋白质包装的DNA长度约为3651kb，则gtl0载体可插入的外源DNA的最大长度为_kb；为获得较大的插入能力，在改造载体时可删除噬菌体DNA组成中的_序列以缩短其长度。23. 噬菌体DNA上通常没有适合的标记基因，因此人工改造时需加装适合的标记基因，如上图gtl0载体中的imm434基因，该基因编码一种阻止噬菌体进入溶菌状态的阻遏物。在构建基因克隆载体时，需用到的酶是_，外源DNA的插入位置应位于imm434基因_（之中/之外），使经侵染培养后的受体菌处于_状态，表明已成功导入目的基因。24. 包装用的蛋白质与DNA相比，特有的化学元素是_，若对其进行标记并做侵染实验，则实验结论是_。25. 假设上述含目的基因的外源模板链中的TGA序列对应一个密码子，翻译时识别该密码子的tRNA上相应的碱基序列是_。26. 合成噬菌体所需的小分子原料主要是_。分离纯化噬菌体重组DNA时，将经培养10小时左右的大肠杆菌噬菌体的培养液超速离心，从_（上清液、沉淀物）获得噬菌体。(六)回答下列关于基因工程的问题。 口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一种偶蹄动物传染病，目前常用接种弱毒疫苗的方法预防。疫苗的主要成分是该病毒的一种结构蛋白VPI。科学家尝试利用转基因番茄来生产口蹄疫疫苗，过程如下图1所示。图2表示目的基因与pZHZ1质粒构建重组质粒的过程，E、F、G、H分别为A、B、C、D四种不同限制酶的酶切位点。请据图回答。27. 如图1所示，口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，则在过程中，必须用到的酶是_；在过程中，必须用到的酶是_。28. 图2所示，若限制酶A、B切割出的末端完全不同，那么用这种双酶切的方法构建重组质粒的优点是_。29. 已知质粒pZHZ1的长度为3.7kb，（1kb=1000对碱基)其中EF区域长度为0.2kb，GE区域长度为0.8kb，FH区域长度为0.5kb。现分别用限制酶G、H切割重组质粒pZHZ2样品，结果被酶G切割成1.6kb和3.1kb两个片段，被酶H切割成1.2kb和3.5kb两个片段。据酶切结果判断VPI基因大小为_kb，并将目的基因内部的酶G、酶H切割位点用相应的字母标注在答案纸的对应位置。30. 过程的培养基中除了加入各种必需营养物质和_等激素外，还需要添加_筛选出含有重组质粒的叶片小段。31. 获得表达VPI蛋白的番茄植株以后，需要进行免疫效力的测定。具体方法是：将转基因番茄叶片提取液注射到豚鼠体内，每半个月注射一次，三次后检测豚鼠血液内产生的_的数量。(七)回答下列有关基因工程的问题。32. 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，Apr表示抗青霉素的抗性基因，Tcr表示抗四环素的抗性基因。33. 将两端用E1切开的Tcr基因与用E1切开的质粒X1混合连接，连接后获得的质粒类型有_。（可多选）AX1  BX2   CX3   DX434. 若将上图所示X1、X2、X3、X4四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。在这两种培养上均不能生长的大肠杆菌细胞类型有_、_。35. 如果X1用E1酶切，产生850对碱基和3550对碱基两种片段：那么质粒X2（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。36. 若将外源的Tcr基因两端用E2切开，再与用E2切开的X1混合连接，并导入大肠杆菌细胞，结果显示，含X4的细胞数与含X1的细胞数之比为13，增大DNA连接酶用量能否提高上述比值？_。原因是_。(八)回答下列有关遗传信息传递和表达的问题。37. 如图18所示，若用两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从基因组DNA上切下目的基因，并将之取代质粒pZHZ1(3.7kb，1kb=1000对碱基)上相应的EF区域 (0.2kb)，那么所形成的重组质粒pZHZ2_。A既能被E也能被F切开 B能被E但不能被F切开C既不能被E也不能被F切开 D能被F但不能被E切开38. 已知在质粒pZHZl中，限制酶G切割位点距限制酶E切割位点08kb，限制酶H切割位点距限制酶F切割位点O5kb。若分别用限制酶G和H酶切两份重组质粒pZHZ2样 品，据表4所列酶切结果判断目的基因的大小为 kb；并将目的基因内部的限制酶G和H切割位点标注在图19中。39. 若想在山羊的乳汁中收获上述目的基因的表达产物，则需将重组质粒pZHZ2导入至山羊的_细胞中。若pZHZ2进入细胞后插入在一条染色体DNA上，那么获得转基因纯合子山羊的方式是_ _。40. 上述目的基因模板链中的。TGA序列对应一个密码子，翻译时识别该密码子的tRNA上相应的碱基序列是_。一般而言，一个核糖体可同时容纳_分子的tRNA。41. 下列四幅图中能正确反映目的基因转录产物内部结构的是_。TSS：转录起始位点，TTS：转录终止位点，STC：起始密码子，SPC：终止密码子(九)回答下列有关遗传信息传递和表达的问题。 图17表示利用致病病毒M的表面蛋白基因和无害病毒N，通过基因工程制作重组M病毒疫苗的部分过程。其中表示操作流程，ah表示分子或结构。据图回答问题。42. 基因工程除了微生物基因工程外，还有_。在图17所示过程中，获取目的基因的步骤是流程_（用图中编号回答）；在流程中必需实施的步骤有_ _。43. 在图17所示的整个过程中，用作运载体的DNA来自分子_（用图中字母回答）。44. 下列关于质粒运载体的说法正确的是_（多选）。A使用质粒运载体是为了避免目的基因被分解B质粒运载体只能在与目的基因重组后进入细胞C质粒运载体可能是从细菌或者病毒的DNA改造的D质粒运载体的复制和表达也遵循中心法则E质粒运载体只有把目的基因整合到受体细胞的DNA中才能表达F没有限制酶就无法使用质粒运载体45. 据图比较结构g和结构h的异同，并解释产生差异的原因_ _。 (十)回答下列有关遗传信息传递与表达的问题。 pIJ702是一种常用质粒(图20)，其中tsr为硫链丝菌素(一种抗生素)抗性基因；mel是黑色素合成基因，其表达能使白色的链霉菌菌落变成黑色菌落；而限制酶ClaI、BglII、Pst、SacI、SphI在pIJ702上分别只有一处识别序列。46. 质粒DNA分子中的两条链靠_键维系成双链结构。47. 以SacI和SphI切取的目的基因置换pIJ702上0.4Kb(1Kb=1000对碱基)的SacI/SphI片段，构成重组质粒pZHZ8。上述两种质粒的限制酶酶切片段长度列在表4中。由此判断目的基因内部是否含有BglII切割位点，并说明判断依据_。48. 已知pIJ702上含mel基因的ClaI/PstI区域长度为2.5Kb，若用ClaI和PstI联合酶切pZHZ8，则参照表4数据可断定酶切产物中最小片段的长度为_Kb。49. 不含质粒的链霉菌在含硫链丝菌素固体培养基上的生长状况如表5所示。若要筛选接纳了pIJ702或pZHZ8的链霉菌细胞，所需的硫链丝菌素最小浓度应为_ug/mL(填写表格中给定浓度)；含有重组质粒pZHZ8的菌落呈_色。50. 上述目的基因来源于原核生物，其蛋白质编码序列(即编码从起始密码子到终止密码子之间的序列)经测定为1256对碱基，试判断对这段序列的测定是否存在错误？_，并说明依据_ _。-第 8 页-