Question

【題目】真核生物基因中通常含有內(nèi)含子，而原核生物基因中沒有，原核生物沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機(jī)制。下圖表示基因文庫的制備和從基因文庫中提取胰島素基因的過程。回答下列問題：

（1）從基因結(jié)構(gòu)分析，與基因組文庫中的基因相比，從cDNA文庫中獲得的目的基因缺少的結(jié)構(gòu)有______（至少寫兩個）等。圖中①過程中存在的堿基配對方式有___________（模板上的堿基在前）；②過程所用的工具酶有_____________________。

（2）為了便于導(dǎo)入基因，細(xì)菌培養(yǎng)基中一般加入___________，理由是___________。

（3）依據(jù)圖中雜交結(jié)果，應(yīng)選取培養(yǎng)基上___________（填字母）菌落繼續(xù)培養(yǎng)，才能獲得還有胰島素基因的受體菌。

（4）從大腸桿菌中獲得的“胰島素”未能達(dá)到期待的生物活性，從細(xì)胞結(jié)構(gòu)角度分析，其原因是_______。

Answer 1

【答案】 啟動子、終止子、內(nèi)含子 A-T、U-A、G-C、C-G 限制酶，DNA連接酶 CaCl2（或鈣離子) 鈣離子使細(xì)菌處于感受態(tài)（或鈣離子能提高細(xì)菌從外界吸收DNA的能力） b 大腸桿菌中缺少對胰島素進(jìn)行加工和修飾的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體

【解析】試題分析：基因組文庫是指包含某種生物的全部基因組成的基因文庫，其中含有的每個基因結(jié)構(gòu)完整，不僅含有能編碼蛋白質(zhì)的編碼序列，還含有非編碼序列；cDNA文庫僅僅是某生物體細(xì)胞內(nèi)提取的部分mRNA為模板，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生cDNA,其所包含的基因不僅數(shù)量少，而且每個基因的結(jié)構(gòu)不完整，即基因中沒有啟動子、終止子、內(nèi)含子等結(jié)構(gòu)。分析圖解過程：①為逆轉(zhuǎn)錄過程；②為基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程；③為目的基因?qū)�入受體細(xì)菌的過程；④是將對應(yīng)的受體菌落移到有用32P標(biāo)記的胰島素基因探針的培養(yǎng)基上；⑤為培養(yǎng)對應(yīng)位置上的a、b、c、d、e 五個菌落，如果出現(xiàn)雜交帶，則說明該菌落中含有胰島素基因。從圖示對比發(fā)現(xiàn)，只有b菌落出現(xiàn)雜交帶，即b菌落含有所需的胰島素基因。

（1）根據(jù)前面的分析可知，從基因結(jié)構(gòu)分析，與基因組文庫中的基因相比，從cDNA文庫中獲得的目的基因缺少啟動子、終止子、內(nèi)含子等結(jié)構(gòu)。圖中①過程中mRNA與cDNA配對，所以存在的堿基配對方式有A-T、U-A、G-C、C-G；構(gòu)建基因表達(dá)載體需要用限制酶切割目的基因和載體，同時需用DNA連接酶進(jìn)行連接。

（2）為了便于導(dǎo)入含目的基因的表達(dá)載體，細(xì)菌培養(yǎng)基中一般加入CaCl2（或鈣離子)，原因是鈣離子能使細(xì)菌處于感受態(tài)，使基因表達(dá)載體更容易進(jìn)入受體細(xì)菌內(nèi)。

（3）依據(jù)前面的分析可知，應(yīng)選取培養(yǎng)基上b菌落繼續(xù)培養(yǎng)，才能獲得含有胰島素基因的受體菌。

（4）從細(xì)胞結(jié)構(gòu)角度分析，由于大腸桿菌是原核生物，細(xì)胞內(nèi)缺少對胰島素進(jìn)行加工和修飾的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，所以從大腸桿菌中獲得的“胰島素”沒有期待的生物活性。