组卷网 > 高中生物综合库 > 生物技术与工程 > 基因工程 > 基因工程的基本操作程序 > 目的基因的获取 > PCR扩增的原理与过程
题型:非选择题-解答题 难度:0.4 引用次数:296 题号:15851031
乳酸菌是乳酸的传统生产菌,但耐酸能力较差,影响产量。酿酒酵母耐酸能力较强,但不产生乳酸。研究者将乳酸菌的乳酸脱氢酶基因(LDH)导入酿酒酵母,获得能产生乳酸的工程菌株。下图为构建表达载体时所需的关键条件。

(1)据分析,利用PCR技术扩增LDH需要根据已知部分碱基序列设计引物,设计引物时应注意___________,扩增n次后,需要的引物的数量至少是___________个。研究发现,真核生物起始密码子序列偏好AUG,为保证扩增出的LDH以正确方向插入质粒需要利用双酶切技术,设计引物1的5'端序列时,应考虑___________
(2)LDH的PCR产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定,在凝胶中LDH的迁移速率与___________有关,凝胶中LDH经过染色后可以利用波长300m的紫外灯检测。如果电泳的结果不止一条条带,其可能的原因是______________________
(3)为了筛选出含重组质粒的酿酒酵母应该选择的标记基因为___________,原因是___________,请简单描述其筛选的思路:___________

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【推荐1】人绒毛膜促性腺激素是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白,由α链和β链(hCGβ)结合而成。近年研究显示,hCGβ可表达于结肠癌等多种恶性肿瘤细胞,与肿瘤的发生、发展及转移有一定关系。研发抗hCGβ疫苗已成为近年来肿瘤生物治疗新的热点,下图1为其制备的基本方案。请分析回答下列有关问题:

注1:甲序列指导合成的信号肽能引导后续合成的肽链进入内质网腔
注2:AOX1为甲醇氧化酶基因的启动子,只能在以甲醇为唯一碳源的培养基中正常表达
(1)图中hCGβ基因需要与甲序列一起构建形成融合基因,其目的是______
(2)当目的基因两侧的小段序列与基因表达载体上某序列相同时,就可以发生同源切割,将目的基因直接插入。同源切割是一种代替_______将目的基因导入基因表达载体的方法。
(3)阶段Ⅱ将环化质粒导入CaCl2处理的大肠杆菌,然后在含有______的培养基中筛选得到含hCGβ基因表达载体的大肠杆菌后进行扩增。
(4)鉴定基因表达载体。为了检验目的基因是否融合成功,提取大肠杆菌中的质粒为模板,设计相应的引物对融合基因进行PCR,再将扩增产物进行电泳。电泳后得到图2所示结果,据图可判断______号样品最符合要求。

(5)阶段Ⅳ需将处理后的酵母菌接种在培养基上培养,该培养基不需要添加以下哪些成分_____(a、氨苄青霉素       b、组氨酸       c、无机盐       d、琼脂),可在此培养基上生长的酵母菌即为含有hCGβ基因表达载体的目的菌株。将此菌株扩大培养后,离心取上清液,用______方法进行检测。若上清液中能检测到hCGβ蛋白,则说明hCGβ基因得以表达。
(6)从生产控制的角度分析,选用AOX1作为hCGβ基因启动子的优点是______
2024-03-29更新 | 296次组卷
非选择题-解答题 | 较难 (0.4)
【推荐2】水稻是一种盐敏感型作物,盐碱胁迫会抑制水稻的生长。S-腺苷甲硫氨酸(简称SAM)在调节植物生长发育、提高植物抗逆性等方面具有重要作用。研究人员对野生大豆进行盐胁迫处理后,克隆出SAM合成酶基因(简称SAMS基因),构建了SAMS基因的植物表达载体,以农杆菌介导法侵染水稻愈伤组织,从而培养出转基因水稻株系。
【SAMS基因的PCR扩增】
提取野生大豆DNA,采用PCR方法获取SAMS基因,反应程序如图所示。

(1)已知PCR的一条引物序列为5′-AGATGGCAGAGACATTCCT-3′,写出对应的SAMS基因序列:____________________
(2)关于图中PCR的反应程序,下列叙述正确的是(       
A.图中步骤①为变性,步骤②为退火
B.预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制
C.后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分
D.延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制

(3)PCR中使用的聚合酶属于(       
A.以DNA为模板的RNA聚合酶
B.以RNA为模板的RNA聚合酶
C.以DNA为模板的DNA聚合酶
D.以RNA为模板的DNA聚合酶

(4)研究人员将步骤②的温度t1分别设置为50℃、 52℃、54℃、56℃和 58℃,进行了五组实验,结合PCR产物电泳检测结果分析,上图中t1温度应设置为________

   

【SAMS基因的表达载体构建】
将扩增的SAMS基因片段与质粒pBI121重组,构建出表达载体pBIS。

   

(5)为构建表达载体,需要用限制酶对质粒pBI121进行酶切,结合图和下表分析,应选择的限制酶最佳组合是_______________________________
Xho I5' C↓TCGAG 3'Sal I5' G↓TCGAC 3'
BamH I5' G↓GATCC 3'EcoR I5' G↓AATTC 3'
注:↓表示限制酶的切割位点
【表达载体pBIS的转化】
用农杆菌介导法对构建的表达载体pBIS进行转化,过程如下图。

   

(6)上述过程的受体细胞为(       
A.野生大豆细胞B.农杆菌EHA105菌株
C.含SAMS基因的农杆菌D.水稻愈伤组织细胞

(7)步骤I-III中需要用固体培养的有___________,筛选时应加入试剂_________
【水稻抗性苗耐盐碱性分析】
选取长势一致的野生型和转基因水稻幼苗,分别用含有0和200mmol·L1 NaHCO3(pH8.4)的溶液浇灌,进行盐碱胁迫处理15d,持续观察植株生长状态,并在第15天测定存活率和相对含水量,存活率=存活株数/总株数×100%,相对含水量= (鲜重-干重)/鲜重×100%。结果如图。

   

(8)结合图,分析野生大豆的SAMS基因能否提高水稻的耐盐碱性?______________
2024-04-12更新 | 253次组卷
非选择题-解答题 | 较难 (0.4)
【推荐3】研究发现,实体肿瘤内部通常是缺氧的环境,蓖麻毒素蛋白(RTA)可作用于核糖体,使蛋白合成受阻,从而引起细胞死亡。TAT是一种短肽,可转导蛋白进入细胞,含有氧依赖性降解区域ODD(多肽)的融合蛋白可以适应低氧条件稳定存在,但在常氧条件下会被蛋白酶降解。科研人员以RTA作为抑制肿瘤细胞增殖的活性分子,利用TAT的作用将融合蛋白转运进入肿瘤细胞,并利用ODD的作用减轻RTA对正常细胞的毒性,分别构建了含TAT-RTA(660bp)和TAT-RTA-ODD(870bp)融合基因的表达载体,并成功得到相关融合蛋白。
(1)可采用PCR的方法获取融合基因TAT-RTA,需要根据TAT和RTA基因设计引物,引物的作用是____________。已知RTA基因和欲得到的TAT-RTA融合基因的结构如图1所示,TAT基因编码链序列5'ATGAGCTACGGCCGTAAAAAGAGACGCCAACGTAGA3′,为顺利构建表达载体,需要在引物1的5′端加入____________酶切位点,引物2的5′端加入____________酶切位点,利用TAT和RTA核酸序列设计引物时,要求在RTA蛋白的前端引入TAT短肽,请根据要求写出引物1____________(写出引物5′端的12个碱基即可)。

(2)载体的部分结构如图2所示,His标签由连续的6个组氨酸构成,可用于对重组融合蛋白进行分离纯化,将PCR得到的TAT-RTA融合基因和载体双酶切后,再用____________酶连接。但是在研究时,发现融合蛋白中没有His标签蛋白,据图分析原因是____________。可通过引物2的特殊设计使His标签正常表达,请结合图1和图2写出引物2____________(引物中如需添加碱基补足对应的密码子,可以添加任意碱基)。

2024-04-23更新 | 345次组卷
共计 平均难度:一般