Question

【題目】Ⅰ真核生物基因中通常有內(nèi)含子，而原核生物基因中沒(méi)有，原核生物沒(méi)有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列的機(jī)制。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)可以表達(dá)出某種特定蛋白(簡(jiǎn)稱蛋白A)�；卮鹣铝袉�(wèn)題

（1）某同學(xué)從人的基因組文庫(kù)中獲得了基因A，以大腸桿菌作為受體細(xì)胞卻未得到蛋白A，其原因是__________。

（2）若用家蠶作為表達(dá)基因A的受體，在噬菌體和昆蟲(chóng)病毒兩種載體中，不選用______作為載體，其原因是________ 。

（3）若要高效地獲得蛋白A，可選用大腸桿菌作為受體。因?yàn)榕c家蠶相比，大腸桿菌具有___，_________（答出兩點(diǎn)即可）等優(yōu)點(diǎn)。

（4）若要檢測(cè)基因A是否翻譯出蛋白A，可用的檢測(cè)物質(zhì)是_______________ (填蛋白A的基因”或蛋白A的抗體”)。

（5）艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻(xiàn)，也可以說(shuō)是基因工程的先導(dǎo)，如果說(shuō)他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示，那么，這一啟示是_______________。

ⅠⅠ.某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉索抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因，有人將此質(zhì)粒載體用BamH Ⅰ酶切后，與用 BamHⅠ酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌�；卮鹣铝袉�(wèn)題

（1）質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有__________，而作為基因表達(dá)載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動(dòng)子和終止子。

（2）如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是： _______，并且________和___________的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原因是__________。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有___________的固體培養(yǎng)基。

（3）基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原料來(lái)自于_____________。

Answer 1

【答案】基因A的編碼區(qū)中有內(nèi)含子和外顯子，在真核生物細(xì)胞內(nèi)把內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄來(lái)的RNA切除，而原核生物細(xì)胞內(nèi)基因轉(zhuǎn)錄后不切除，直接表達(dá) 噬菌體 噬菌體是細(xì)菌病毒，專門(mén)寄生在細(xì)菌體內(nèi)，而家蠶是真核生物 繁殖快；易培養(yǎng)；產(chǎn)物含量高；產(chǎn)物易分離等（繁殖快；培養(yǎng)簡(jiǎn)單；成本低；易于轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)化；遺傳背景清楚；轉(zhuǎn)錄翻譯系統(tǒng)簡(jiǎn)單；有許多與之配套的培養(yǎng)體系、質(zhì)粒載體 目標(biāo)基因表達(dá)水平高 （任選兩點(diǎn)） 蛋白A的抗體 不僅證明了生物的遺傳物質(zhì)是DNA，還證明了DNA可以從一種生物轉(zhuǎn)移到另一種生物個(gè)體 能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因 二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長(zhǎng) 含有質(zhì)粒載體 含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒（或重組質(zhì)粒） 二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng) 四環(huán)素 受體細(xì)胞

【解析】

1、基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。

（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。

（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。

（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定：

分子水平上的檢測(cè)：

①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；

②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；

③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。

個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

2、真核生物的基因編碼區(qū)是不連續(xù)的，含有內(nèi)含子和外顯子，內(nèi)含子和外顯子都會(huì)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生相應(yīng)的RNA，但內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄來(lái)的RNA被切除產(chǎn)生的RNA為mRNA，之后翻譯產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)。原核生物的基因編碼區(qū)是連續(xù)的，不含有內(nèi)含子和外顯子，編碼區(qū)直接轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生相應(yīng)的RNA，之后翻譯產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)。

Ⅰ（1）真核生物的基因編碼區(qū)是不連續(xù)的，含有內(nèi)含子和外顯子，內(nèi)含子和外顯子都會(huì)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生相應(yīng)的RNA，但內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄來(lái)的R NA被切除產(chǎn)生的RNA為mRNA，之后翻譯產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)。原核生物的基因編碼區(qū)是連續(xù)的，不含有內(nèi)含子和外顯子，編碼區(qū)直接轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生相應(yīng)的RNA，之后翻譯產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)。因此從人的基因組文庫(kù)中獲得了基因A，以大腸桿菌作為受體細(xì)胞卻未得到蛋白A。

（2）噬菌體是細(xì)菌病毒，專門(mén)寄生在細(xì)菌體內(nèi)；家蠶是動(dòng)物。因此選用昆蟲(chóng)病毒作為表達(dá)基因A的載體，不選用噬菌體作為載體。

（3）原核生物作為基因工程中的受體細(xì)胞的原因是繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少，最常用的原核細(xì)胞是大腸桿菌。

（4）檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體即蛋白A的抗體進(jìn)行抗原-抗體雜交。

（5）艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為證明生物的遺傳物質(zhì)是DNA，S型肺炎雙球菌的DNA可以轉(zhuǎn)移到R型菌中，并與R型菌中DNA重組。故其為基因工程理論的建立提供了啟示是不僅證明了生物的遺傳物質(zhì)是DNA，還證明了DNA可以從一種生物轉(zhuǎn)移到另一種生物個(gè)體。

ⅠⅠ. （1）質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有具有標(biāo)記基因、具有一個(gè)或多個(gè)限制酶切點(diǎn)、能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。

（2）由于未被轉(zhuǎn)化的和僅含有環(huán)狀目的基因的大腸桿菌中不含有氨芐青霉素抗性基因，因此如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，未被轉(zhuǎn)化的和僅含有環(huán)狀目的基因的大腸桿菌均不能存活，因此兩者是不能區(qū)分的；含有質(zhì)粒的大腸桿菌和含重組質(zhì)粒的大腸桿菌的細(xì)胞，由于均含有氨芐青霉素抗性基因，在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上都能生長(zhǎng)，因此兩者也是不能區(qū)分的。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有四環(huán)素的固體培養(yǎng)基，即含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌在其中不能生長(zhǎng)，而含有普通質(zhì)粒的大腸桿菌能生長(zhǎng)。

（3）噬菌體屬于病毒，病毒沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，其DNA復(fù)制所需的原料來(lái)自于受體細(xì)胞。