组卷网 > 知识点选题 > PCR扩增的原理与过程
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解析
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1 . 判断下列有关基因工程与蛋白质工程的相关叙述
(1)限制性内切核酸酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶(      )
(2)载体中的抗生素合成基因常作为标记基因(      )
(3)PCR过程中,温度周期性地改变是为了让TaqDNA聚合酶催化不同的反应(      )
(4)表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原点(      )
(5)提取某生物的DNA,将其中的一个基因扩增出来,在PCR反应体系中,至少需3次扩增才能获得所需的基因(      )
(6)切割质粒的限制性内切核酸酶均能特异性地识别6个核苷酸序列(      )
(7)基因工程中常用噬菌体转化植物细胞(      )
(8)重组Ti质粒侵染植物细胞后,可以整合到受体细胞的染色体上(      )
(9)检测受体细胞是否表达A蛋白的方法,是用抗A蛋白的单克隆抗体与A蛋白进行抗原—抗体杂交(      )
(10)蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作,定向改变分子的结构(      )
(11)在溶有DNA的NaCl溶液中,加入二苯胺试剂即呈蓝色(      )
(12)DNA不溶于酒精,但某些蛋白质溶于酒精(      )
(13)在凝胶中DNA分子的迁移速率只与DNA分子的大小有关(      )
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2 . 基因工程:制备新型酵母菌
(1)已知酵母菌不能吸收淀粉,若想使新型酵母菌可以直接利用淀粉发酵,则应导入多步分解淀粉所需的多种酶,推测这些酶生效的场所应该是________(填“细胞内”或“细胞外”)。

(2)同源切割是一种代替限制酶、DNA连接酶将目的基因导入基因表达载体的方法。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。研究人员运用同源切割的方式,在目的基因两端加上一组同源序列A、B,已知酵母菌体内DNA有许多A-B序列位点可以同源切割插入。构建完成的目的基因结构如图,则应选择图中的引物________对目的基因进行PCR。
(3)已知酵母菌不能合成尿嘧啶,因此尿嘧啶合成基因(UGA)常用作标记基因,又知尿嘧啶可以使5-氟乳清酸转化为对酵母菌有毒的物质。
Ⅰ.导入目的基因的酵母菌应在____________的培养基上筛选培养。由于需要导入多种酶基因,需要多次筛选,因此在导入一种目的基因后,要切除UGA基因,再重新导入。研究人员在UGA基因序列两端加上酵母菌DNA中不存在的同源C、C′序列,以便对UGA基因进行切除。C、C′的序列方向将影响切割时同源序列的配对方式,进而决定DNA片段在切割后是否可以顺利重连,如图,则应选择方式________进行连接。

Ⅱ.切去UGA基因的酵母菌应在________的培养基上筛选培养。
(4)综上,目的基因、标记基因和同源序列在导入酵母菌的基因表达载体上的排列方式应该如图________

3 . 柑橘酸腐病是由白地霉引起的柑橘贮藏期常见的病害之一。抗菌肽是一种抑菌活性强、无环境污染的生物多肽,目前已用于多种农业病菌的防治。研究人员研究了抗菌肽对白地霉的抑菌效果,并且对其作用机制进行了探究。回答下列问题:
(1)利用基因工程合成抗菌肽时,基本流程为:克隆目的基因→导入枯草杆菌→筛选菌种→诱导抗菌肽表达→分离纯化→功能研究。利用PCR技术克隆目的基因的过程中,将温度冷却至55~60℃的目的是____
(2)白地霉从柑橘中获得其生长繁殖所需的水、无机盐、________等营养物质。
(3)为研究抗菌肽对白地霉的抑菌效果,现用无菌打孔器在果实相同部位打孔,每个打孔处接种相同体积的处理液,比较15天后的病斑直径。各组处理及结果见表。

组别

1

2

3

4

5

接种处理方式

接种一定体积的病原菌孢子悬浮液

抗菌肽溶液与病原菌孢子悬浮液混合后直接接种

先加入抗菌肽溶液,2h后接种病原菌孢子悬浮液

X

抗菌肽溶液与病原菌孢子悬浮液混合,培养2h后接种

15天后病斑直径/mm

41.3

13.9

29.3

28.7

11.2

表中数据表明抗菌肽对白地霉有一定的抑菌效果,且抑菌效果与抗菌肽、病原菌孢子悬浮液接种顺序有关,表中X为____。与第2组相比,第5组抑菌效果更好的可能原因是____
(4)一般情况下,电导率和离子浓度呈正相关,通过测量溶液电导率可以反映出溶液中离子浓度的大小。研究人员将白地霉孢子与抗菌肽在无菌水中混合,测定电导率,培养一段时间后,再次测定电导率,结果发现电导率明显升高,据此推测抗菌肽抑制白地霉孢子的作用机制可能是____
4 . 下列关于物质分离实验依据的原理,正确的是(       
选项实验原理
A纸层析法分离光合色素色素在层析液中溶解度越高,层析时与滤纸的结合能力越低
B单克隆抗体制备应用免疫学原理,给实验小鼠注射抗原以获得特定的抗体
C琼脂糖凝胶电泳分离DNA不同的DNA分子在电泳缓冲液中溶解度不同
DDNA的粗提取DNA分子在2mol/LNaCl溶液中沉淀析出
A.AB.BC.CD.D
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5 . 细胞中NF-kB蛋白的活性水平与肿瘤的发生发展密切相关。为了高效地筛选出以NF-kB为靶点的抗肿瘤药物,利用基因工程构建NF-kB的报告基因载体。具体原理为把已确定的NF-kB基因的调控序列(响应元件)正确地剪切到报告基因GFP(其表达产物荧光蛋白可被实时检测)上,使报告基因能与NF-kB基因同步表达,其工作模式见下图。构建载体过程中,报告基因GFP由pcDNA3.1-Flag-GFP质粒提供,NF-kB基因由pGL6-NF-kB-Luc质粒提供。请回答下列问题:

(1)构建pGL6-NF-kB-CFP报告基因质粒时,首先以pcDNA3.1-Flag-GFP质粒为模板,利用PCR技术扩增GFP基因,PCR扩增仪中要加入缓冲液、目的基因、_____________(至少答两点)等。在PCR循环的3个步骤中,温度设置最高的是_____________
(2)用BamHI和HindⅢ限制性核酸内切酶(二者切割后的黏性末端不同)对上述PCR产物及pGL6-NF-kB-Luc质粒进行双酶切,该方法的优点是______________,然后还需要使用_______________酶,才能得到pGL6-NF-kB-GFP报告基因质粒。
(3)将pGL6-NF-kB-CFP报告基因质粒导入肿瘤细胞常用的方法是_____________;体外培养肿瘤细胞除了需要使用合成培养基外,还需要加入______________等一些天然成分;再放入气体组成成分为_______________的培养箱中进行培养。
(4)将转染成功的肿瘤细胞置于含待检测抗肿瘤药物的培养基中培养一段时间,并通过特定方法检测细胞中GFP蛋白表达量的变化,以显示NF-kB的活性水平。若药物抗肿瘤效果显著,可观测到的现象为_____________
6 . 遗传学技术在突变检出领域中有着重要的贡献与作用。
(1)Muller-5技术常用于果蝇X染色体上突变的检出,已知果蝇棒眼对圆眼为显性,红眼对杏色眼为显性,且控制这两对相对性状的基因皆位于X染色体上。下图为利用Muller-5品系雌果蝇检测基因突变的过程图。不考虑交叉互换。

为检测出果蝇X染色体上是否发生了突变,F1代需进行_____(填“自由交配”“自交”或“单对交配”)获得F2代。现有某纯合致死突变基因被检出,则在F2代中,最好选取性状为_____果蝇进一步研究该突变基因的作用。
(2)PCR扩增法可用于基因点突变的检出,其基本原理是,如果引物的3'端碱基与模板碱基不互补,则用耐热DNA聚合酶无法延伸。已知某变异果蝇品种在Badh2基因的EXON7区出现了一个8bp的碱基对缺失和三个位置的碱基替换(其他序列与野生型一致),为了检测该变异,现设计以下四条引物进行PCR(如图所示)。

除了题干中提到的引物、耐热DNA聚合酶和DNA模板外,PCR反应体系中还需添加_____。若在8bp缺失型的DNA样本中同时加入四条引物进行PCR扩增,实验结束后应使用_____技术对产物进行检测,且理论上可以得到_____种序列不同的DNA片段。
(3)在检出突变基因后,科学家往往利用基因工程的方式获得该基因对应的蛋白质并进行下一步研究。如图为构建重组质粒的流程示意图,在该过程中,应使用_____对质粒S进行酶切。将重组质粒通过转化导入亮氨酸合成缺陷细菌后,应使用_____(填“添加亮氨酸”或“不添加亮氨酸”)的选择培养基,同时挑取_____(填“有绿色荧光”或“没有绿色荧光”)的菌落进行进一步鉴定。

7 . 动物细胞生物反应器旨在复现动物体内的生理条件,以便在实验室环境中进行有效的细胞培养。该系统特别适用于生产特定蛋白质,例如人乳铁蛋白。实验人员构建了人乳铁蛋白基因表达载体,然后将该重组载体导入奶牛体内以生产人乳铁蛋白相关过程如图所示。回答下列问题:

(1)获取人乳铁蛋白基因是实施人乳铁蛋白动物细胞生物反应器工程的第一步。实验人员利用PCK技术材增人乳铁蛋白基因过程中,需要使用TaqDNA聚合酶,而不能使用普通的DNA聚合酶,其原因是_________
(2)图中标注了三种限制酶BamHI、HindⅢ、SmaI及其酶切位点,TetR表示四环素抗性基因,AmpR表示氨苄青霉素抗性基因。据图分析,构建人乳铁蛋白基因表达载体时,应选择的两种限制酶是_________,同时,要将人乳铁蛋白基因导入启动子和_________之间。
(3)将人乳铁蛋白基因表达载体导入供体牛受精卵后培养至早期胚胎,然后将早期胚胎移植到代孕牛体内。此过程中,一般不需要对代孕牛注射免疫抑制剂,这是因为_________
(4)为检测人乳铁蛋白基因是否在雌性转基因牛中表达,研究人员提取了A、B、C三头转基因牛的乳汁,从中提取了蛋白质,结果发现A、C两头转基因牛提取的乳汁中未检测到人乳铁蛋白,而B转基因牛提取的乳汁中检测到了人乳铁蛋白。进一步提取A、C两头转基因牛的基因组DNA和mRNA进行检测,A转基因牛能检测到人乳铁蛋白基因,但不能检测到相关mRNA,C转基因牛则都不能检测到。以上两次检测结果说明了_________
8 . 某种小麦的雄性不育由核基因M控制,其整个花药在发育早期停止发育进程,因此其雄性不育比较彻底。研究发现所有的雄性不育植株都特异性地携带了TRIM序列,且M及其等位基因的编码区相同;为研究该序列与雄性不育之间的关系,科研人员在野生型小麦中获得了M等位基因的启动子并利用Ti质粒构建表达载体,表达载体T-DNA部分结构如图1所示,GFP表达后会发出绿色荧光。将不同表达载体转入幼胚获得转基因小麦,分别对核不育小麦、野生型小麦及转基因小麦的表型和M基因表达情况进行检测,部分结果如表:

组别

实验材料

载体组成I、Ⅱ

植株表型

M基因表达情况

第一组

核不育小表

雄性不育

eg

第二组

野生型小麦

可育

fg

第三组

野生型小麦

ad

死亡

第四组

野生型小麦

①____

②____

eg

注:a.通用的强启动子b.M等位基因启动子c.插入TRIM序列的M等位基因启动子d.M编码区e.仅在花药发育早期表达f.在花药发育各时期均不表达g.在根、茎、叶、雌蕊中均不表达
(1)表中①处应分别选择____(填表注中字母序号),②处植株表型是____,结果发现在存活的转基因小麦花药中均能检测到绿色荧光。根据实验结果推测导致雄性不育的原因是____
(2)实验过程中____(填“需要”或“不需要”)设置将bd导入野生型小麦的实验组,理由是____
(3)科研人员为检测(1)中T-DNA插入受体细胞染色体中的位置,利用反向PCR技术对插入位点两侧序列进行了分析,过程如图2。已知T-DNA的一条单链序列为:5-GCAATGCGTAGCCTCT……AACTATGCGCTCATGA-3(虚线处省略了部分核苷酸序列)。应选下列引物中的____(填序号)用于步骤Ⅲ,引物的作用是____
A.5'-CGCGAGTACT-3'     B.5'-GCGCTCATGA-3'
C.5'-CGTAGCCTCT-3'     D.5'-TACGCATTGC-3'

9 . 谷氨酸脱羧酶能以谷氨酸钠为前体产生γ-氨基丁酸,蛋白质复合物SNOI-SNZI能提高谷氨酸脱羧酶的活性。将谷氨酸脱羧酶基因gadB(1401bp)和基因SNOI(675bp) 、SNZI (894bp) 导入大肠杆菌, 以探究该复合物对其生产能力的影响。请回答下列问题:
(1)构建基因表达载体前,需先通过PCR 分别扩增目的基因片段,扩增反应体系应添加引物、模板、_____、缓冲液等,添加引物量不宜过多,原因主要是_____
(2)表1 是相关基因扩增所用引物的部分序列,表2是多种限制酶的识别序列和切割位点。构建重组质粒时,先将gadB 和 pTrc99a质粒(4176bp)分别用限制酶_____进行双酶切, 并连接得到重组质粒 pTrc99a-gadB。将基因 SNOI 和基因SNZI 分别连接到重组质粒 pTrc99a-gadB 上时, 均需用_____(填限制酶)和DNA 连接酶处理,最终得到重组质粒 pTrc99a-gadB-SNOI-SNZI,如图1所示。

表1

基因引物1部分序列(5'→3')引物2部分序列(5'→3')
gadBTCGCCCATGGCCATGATAAGCTTCGGTACCTTAGGTATGT
SNZ1CTAAGGATCCGAAGGAGATACCTTCTCTAGATTACCACCC
SNO1TCGCGGTACCAAGGAGATATCTTCGGATCCTTAATTAGAA

表2

限制酶识别序列
和酶切位点
Xba ⅠT↓CTAGA
Kpn ⅠGGTAC↓C
Nco ⅠC↓CATGG
BamH ⅠG↓GATCC

(3)采用电泳的方法对 pTrc99a 质粒、重组质粒 pTrc99a-gadB 和重组质粒 pTrc99a-gadB-SNO1-SNZI 进行鉴定。若构建成功, 用限制酶KpnI单酶切后电泳获得图2-A,则可推测泳道2是_____的电泳结果;用限制酶_____酶切后电泳可获得图2-B泳道3 结果。

   

(4)将质粒 pTrc99a、pTrc99a-gadB 和 pTrc99a-gadB-SNOI-SNZI 分别转化至处于_____的大肠杆菌细胞中,分别获得菌株R1、R2、R3,培养后分别接种于含一定量_____的发酵培养基中,一段时间后测定γ-氨基丁酸含量。结果如图3所示。结果表明,与导入谷氨酸脱羧酶基因的菌株比,SNOI-SNZI基因的导入_____了其生产γ-氨基丁酸的能力,从能量代谢的角度分析,其原因有_____
10 . 筛选出能与SARS病毒的S蛋白特异性结合的受体蛋白,研究人员在S蛋白末端添加TAP标签(能特异性地与人和哺乳动物体内IgG类抗体结合),再利用该标签在病毒敏感细胞(如非洲绿猴肾细胞)中快速纯化出S蛋白及其相互作用的蛋白质,具体过程如下图。其中XhoI、SmaI、EcoRI、BamHI表示限制酶,PCMV、T7表示启动子,Kozak序列是翻译起始因子结合位点的编码序列,Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,ori表示复制原点。请回答问题:

(1)为成功构建重组质粒pcDNA3.1-S-TAP,在利用PCR扩增S基因时,应在S基因的5'端引入______序列,3'端删除______的编码序列。
(2)将S基因和TAP序列的扩增产物进行_______鉴定,结果显示两个片段均得到扩增且与预期值大小相一致。再经测序证实正确后,将这两个片段经限制酶切割并通过_______酶连接定向克隆入质粒pcDNA3.1.
(3)重组质粒pcDNA3.1-S-TAP转染细胞前,需将vero细胞置于37℃、______(填气体条件)下培养18~24h进行传代。将传代的细胞与重组质粒pcDNA3.1-S-TAP以适宜比例混合,在转染试剂的作用下转染细胞(实验组),为保证实验的科学性,还需设置对照实验,具体做法为_______。将转染24h的细胞置于载玻片,洗涤、固定后滴加正常人血清稀释液和荧光素标记的羊抗人IgG抗体稀释液,荧光显微镜下观察,若_______,则说明S-TAP融合蛋白在vero细胞中得以表达。
(4)通过上述检测发现,S-TAP融合蛋白表达量较低,其原因可能有________(填序号)。
①重组质粒pcDNA3.1-S-TAP在vero细胞中大量复制
②S-TAP融合基因在vero细胞中转录出的mRNA量较少
③S基因与病毒宿主细胞的基因有不同的密码子偏爱性,翻译相应mRNA的tRNA数量不足
共计 平均难度:一般