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使用次数:150
更新时间:2021-01-19
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1.

研究人员利用小鼠的单倍体ES细胞(只有一个染色体组),成功培育出转基因小鼠。其主要技术流程如图所示,请分析回答下列问题:

注:代表四种识别序列均不相同的限制酶。箭头指向的位置为限制酶的切割位置:Ampr是氨芐青霉素抗性基因,NeorG418抗性基因。

1)利用PCR技术可以扩增目的基因,PCR反应体系中除含缓冲液、模板DNAdNTP(包含dATPdCTPdGTPdTTP)、引物以外,还应含有________;引物应选用下图中的________(填图中标号)

2)在基因工程操作步骤中,过程①②称为________。已知氨芐青霉素不能有效杀死小鼠细胞,而一定浓度的G418能有效杀死不具有Neor的小鼠细胞。结合上图推测,过程选用的2种限制酶是________(填图中编号)处的培养液应添加________(氨芐青霉素“G418”)

3)细胞乙与________类似,图中桑椹胚需通过________技术移入代孕小鼠子宫内继续发育,进行该操作前需对受体小鼠进行________处理。

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题型:填空题
知识点:DNA和蛋白质技术
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【答案】

Taq(或耐高温的DNA聚合酶)    AD    基因表达载体的构建        G418    受精卵    胚胎移植    同期发情   

【解析】

1PCR反应的条件:模板DNAdNTP(包含dATPdCTPdGTPdTTP)、引物、耐高温的DNA聚合酶,其中,dNTP的作用是合成DNA的原料、提供能量。

2、基因工程的操作步骤为:

提取目的基因、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定。

【详解】

1)根据分析可知,PCR反应体系中除含缓冲液、模板DNAdNTP(包含dATPdCTPdGTPdTTP)、引物以外,还应含有耐高温的DNA聚合酶。为了扩增目的基因的片段,根据图示可知需要在引物AD作用下以目的基因的两条链为模板合成子代目的基因。

2)由图可知,过程①②是将目的基因和运载体连接形成重组质粒,即基因表达载体的构建过程。重组质粒上的抗生素抗性基因可作为标记基因,其作用是有利于筛选出含有目的基因的细胞。根据题意可知,氨苄青霉素不能有效杀死小鼠细胞,而一定浓度的G418能有效杀死不具有Neo′的小鼠细胞,因此应选择Neo′作为标记基因,即质粒上Neo′不能用限制酶切割,则过程应选用两种限制酶,图中处的培养液应添加G418以便于起到筛选的作用。

3)处理形成的细胞乙与受精卵类似,应用早期胚胎培养技术可以使其发育成桑椹胚。再将桑椹胚通过胚胎移植技术移入代孕小鼠子宫内继续发育,进行该操作前需对受体小鼠进行同期发情处理,以保证供体与受体处于相同或相近的生理状态。

【点睛】

本题考查了基因工程的有关知识,要求考生能够图示和题干信息确定合适的限制酶,再结合所学知识准确答题。

=
考点梳理:
根据可圈可点权威老师分析,试题“ ”主要考查你对 多聚酶链式反应扩增DNA片段 等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下:
◎ 多聚酶链式反应扩增DNA片段的定义
多聚酶链式反应扩增DNA片段:

1、PCR原理:在解旋酶作用下,打开DNA双链,每条DNA单链作为母链,以4中游离脱氧核苷酸为原料,合成子链,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物,其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。
2、PCR反应过程是:变性→复性→延伸
过程 说明 图解
变性 当温度上升到90℃以上时,双链DNA解聚为单链
复性 温度下降到50℃左右,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合
延伸 72℃左右时,TaqDNA聚合酶有最大活性,可使DNA新链由5'端向3'端延伸

3、结果:上述三步反应完成后,一个DNA分子就变成了两个DNA分子,随着重复次数的增多,DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。

◎ 多聚酶链式反应扩增DNA片段的知识扩展
(1)PCR原理:在解旋酶作用下,打开DNA双链,每条DNA单链作为母链,以4中游离脱氧核苷酸为原料,合成子链,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物,其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。
(2)PCR反应过程是:变性→复性→延伸
在升温至90℃以上时DNA解旋;在降温至50℃左右时引物与DNA单链结合;在升温至72℃左右时合成DNA子链。
(3)DNA分子复制的人工控制
解开螺旋:在80~100℃时,DNA双螺旋打开,形成两条DNA单链,称为变性。
恢复螺旋:在50~60℃左右时,两条DNA单链重新形成双螺旋结构,称为复性。
复制条件:缓冲液,DNA模板、四种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶、两种引物。
控制仪器:PCR仪(温度周期性自动调节仪)。
(4)PCR的含义是多聚酶链式反应。
(5)PCR技术反应的条件:①稳定的缓冲溶液环境;②DNA模板;③合成引物;④四种脱氧核甘酸;⑤DNA聚合酶;⑥温控设备
(6)PCR技术最突出的优点是快速、高效、灵活、易于操作。
TaqDNA聚合酶的特点是:耐高温。
◎ 多聚酶链式反应扩增DNA片段的知识对比
细胞被DNA复制与PCR技术的比较:

细胞内DNA复制 体外DNA扩增(PCR)
不同点 解旋 在解旋酶作用下边解旋边复制 80~100℃高温解旋,双链完全分开
DNA解旋酶、DNA聚合酶 TaqDNA聚合酶
引物 RNA DNA、RNA
温度 体内温和条件 高温
相同点 ①需提供DNA模板
②四种脱氧核苷酸为原料
③子链延伸的方向都是从5'端到3'端
◎ 多聚酶链式反应扩增DNA片段的知识点拨
知识点拨:

1、DNA分子复制的人工控制
解开螺旋:在80~100℃时,DNA双螺旋打开,形成两条DNA单链,称为变性。
恢复螺旋:在50~60℃左右时,两条DNA单链重新形成双螺旋结构,称为复性。
复制条件:缓冲液,DNA模板、四种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶、两种引物。
控制仪器:PCR仪(温度周期性自动调节仪)。
2、PCR的含义是多聚酶链式反应。
3、PCR技术反应的条件:①稳定的缓冲溶液环境;②DNA模板;③合成引物;④四种脱氧核甘酸;⑤DNA聚合酶;⑥温控设备
4、PCR技术最突出的优点是快速、高效、灵活、易于操作。
5、TaqDNA聚合酶的特点是:耐高温。
◎ 多聚酶链式反应扩增DNA片段的知识拓展
知识拓展:

1、DNA含量的测定——分光光度法
项目 说明
原理 DNA在260nm的紫外线波段有一强烈吸收峰,峰值大小与DNA的含量是正相关
过程 稀释 2μLPCR反应液,加入98μL蒸馏水,即将样品进行50倍稀释
对照调零 以蒸馏水作为空白对照,在波长260nm处,将紫外分光光度计的赌注调节至零
测量 取DNA稀释液100μL至比色杯中,测定260nm处的光吸收值
计算 DNA含量(μg/mL)=50×(260nm的读数)×稀释倍数
2、DNA聚合酶不恩能够从头合成DNA,只能从DNA的3'端开始延伸DNA链,因此DNA复制需要引物。
◎ 多聚酶链式反应扩增DNA片段的教学目标
1、理解多聚酶链式反应扩增DNA片段的原理。
2、识记多聚酶链式反应扩增DNA片段的结果。
3、比较多聚酶链式反应扩增DNA片段 DNA复制的异同点。
◎ 多聚酶链式反应扩增DNA片段的考试要求
能力要求:了解/识记
课时要求:1
考试频率:易考
分值比重:0.5

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