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如下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图,所用载体为质粒A。已知细菌 B细胞内不含质粒A,也不含质粒A上的基因,质粒A导入细菌B后,其上的基因能得到表达。请完成下列问题:

(1)人工合成目的基因的途径一般有哪两条?

(2)如何将目的基因和质粒结合成重组质粒(重组 DNA分子)?

(3)目前把重组质粒导入细菌细胞时,效率还不高,导入完成后得到的细菌,实际上有的根本没有导入质粒,有的导入的是普通质粒A,只有少数导入的是重组质粒。以下步骤可鉴别得到的细菌是否导入了质粒A或重组质粒:将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上,能够生长的就导入了质粒A或重组质粒;反之则没有。使用这种方法鉴别的原因是 

__________________________________。

(4)若把通过鉴定证明导入了普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培养,会发生的现象是__________________________________,原因是__________________________________。

(5)导入细菌B细胞中的目的基因成功表达的标志是什么?

 

答案

(1)人工合成目的基因的两条途径是:

①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板,转录成 mRNA单链DNA双链DNA;

②根据蛋白质中氨基酸序列mRNA中碱基序列DNA碱基序列目的基因。

(2)将目的基因和质粒结合形成重组质粒的过程是:①用一定的限制酶切割质粒,使其出现一个有黏性末端的切口;②用同种限制酶切割目的基因,产生相同的黏性末端;③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处,再加入适量的DNA连接酶,使质粒与目的基因结合成重组质粒。

(3)普通质粒A和重组质粒都含有抗氨苄青霉素基因

(4)有的能生长,有的不能生长 导入普通质粒A的细菌能生长,因为普通质粒 A上有抗四环素基因;导入重组质粒的细菌不能生长,因为目的基因插在抗四环素基因中,抗四环素基因的结构被破坏

(5)基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质,即人的生长激素。

 

此题是对基因操作“四步曲”比较全面的考查,而且注意联系实际。

(1)人工合成目的基因的两条途径是:

①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板,转录成 mRNA单链DNA双链DNA;

②根据蛋白质中氨基酸序列 mRNA中碱基序列DNA碱基序列目的基因。

(2)将目的基因和质粒结合形成重组质粒的过程是:①用一定的限制酶切割质粒,使其出现一个有黏性末端的切口;②用同种限制酶切割目的基因,产生相同的黏性末端;③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处,再加入适量的DNA连接酶,使质粒与目的基因结合成重组质粒。

(3)检测质粒或重组质粒是否导入受体细胞,均需利用质粒上某些标记基因的特性,即对已经做了导入处理的本身无相应特性的受体细胞进行检测,根据受体细胞是否具有相应的特性来确定;抗氨苄青霉素基因在质粒 A和重组质粒上都有,且它与目的基因是否插入无关,所以,用含氨苄青霉素的选择培养基培养经质粒处理的受体细胞,凡能生长的表明有质粒导入;不能生长的则无质粒导入。

(4)抗四环素基因在质粒A上,而且它的位置正是目的基因插入之处。因此当目的基因插入质粒A形成重组质粒,此处的抗四环素基因的结构和功能就会被破坏,含重组质粒的受体细胞就不能在含四环素的培养基上生长,而质粒A上无目的基因插入,四环素基因结构是完整的,这种受体细胞就能在含四环素的培养基上生长。

(5)基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质,即人的生长激素。

 

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