課下鞏固檢測(cè)練(十六)生物技術(shù)與工程一、選擇題1.解析：選B。合成DNA的原料是脫氧核苷酸，因此補(bǔ)充的原料應(yīng)為四種脫氧核苷酸，A錯(cuò)誤；引物是一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì)的短單鏈核酸，是一段RNA鏈，因此T7RNA聚合酶催化合成的產(chǎn)物包含mRNA和引物，B正確；若環(huán)狀DNA攜帶DNA酶基因，其表達(dá)產(chǎn)物會(huì)水解DNA，因此環(huán)狀DNA還應(yīng)攜帶啟動(dòng)子、終止子和復(fù)制原點(diǎn)序列等，不攜帶DNA酶基因，C錯(cuò)誤；兩條子鏈延伸的方向都是5′→3′，解旋酶沿環(huán)狀DNA的移動(dòng)方向與一條子鏈延伸方向相同，與另一條子鏈延伸方向相反，D錯(cuò)誤。2.解析：選C?；虮磉_(dá)載體構(gòu)建過程中需要限制酶和DNA連接酶兩種酶處理，A正確。據(jù)圖可知，小鼠有編碼紅、黃、藍(lán)熒光蛋白的基因，前端有腦組織特異性表達(dá)的啟動(dòng)子，肌肉細(xì)胞不會(huì)表達(dá)顏色基因，故若小鼠細(xì)胞含一個(gè)表達(dá)載體T(不含Cre酶)，其肌肉組織細(xì)胞呈無色，B正確。loxP1、loxP2位置如圖2黑白三角符號(hào)所示，兩個(gè)loxP1或兩個(gè)loxP2之間的基因最多會(huì)被Cre酶敲除一次，將含Cre酶的病毒注入小鼠體內(nèi)，Cre酶表達(dá)情況不同，識(shí)別的loxP不同，則有可能未敲除熒光蛋白基因，此時(shí)為紅色(同不含Cre酶時(shí))；也有可能敲除兩個(gè)loxP1之間的紅色熒光蛋白基因，此時(shí)為黃色；也有可能敲除兩個(gè)loxP2之間的紅色和黃色熒光蛋白基因，此時(shí)為藍(lán)色，因而不同腦組織細(xì)胞會(huì)差異表達(dá)紅色、黃色或藍(lán)色熒光蛋白基因，C錯(cuò)誤。小鼠腦組織細(xì)胞內(nèi)有2個(gè)相同表達(dá)載體T(含Cre酶)，Cre酶對(duì)每個(gè)DNA片段隨機(jī)剪切，因而細(xì)胞的顏色由細(xì)胞內(nèi)兩種熒光蛋白的顏色疊加而成，故其腦組織細(xì)胞可能出現(xiàn)兩種顏色，D正確。3.解析：選B。由于引物只能引導(dǎo)子鏈從5′端到3′端合成，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，其中一個(gè)引物序列為5′-TGCGCAGT-3′，A正確；根據(jù)三種酶的酶切位點(diǎn)，左側(cè)的黏性末端是用NheⅠ切割形成的，右邊的黏性末端是用CfoⅠ切割形成的，B錯(cuò)誤；用步驟①的限制酶對(duì)質(zhì)粒進(jìn)行切割，即使用NheⅠ和CfoⅠ進(jìn)行切割，根據(jù)它們的識(shí)別位點(diǎn)以及原本DNA的序列可知，切割之后至少獲得2個(gè)片段，C正確；圖中形成的是黏性末端，可用E.coliDNA連接酶或T4DNA連接酶連接限制酶切割后的目的基因片段和質(zhì)粒，D正確。4.解析：選D。據(jù)圖可知，Ers1基因的轉(zhuǎn)錄方向由左向右，質(zhì)粒中限制酶HpaⅠ靠近啟動(dòng)子，限制酶XhoⅠ靠近終止子，若要將Ers1基因反向連接到質(zhì)粒中，則需在Ers1基因左右兩端分別添加限制酶XhoⅠ、HpaⅠ的識(shí)別序列，A正確。基因表達(dá)載體中含有潮霉素抗性基因，篩選農(nóng)桿菌的培養(yǎng)基中可加入潮霉素；受體細(xì)胞經(jīng)脫分化和再分化后形成轉(zhuǎn)基因植株，因此過程④包括脫分化和再分化，B正確。反義Ers1基因轉(zhuǎn)錄的模板鏈和Ers1基因的模板鏈互補(bǔ)，因此，反義Ers1基因和Ers1基因分別轉(zhuǎn)錄出的mRNA堿基序列能互補(bǔ)，C正確。農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞后，其中的T-DNA轉(zhuǎn)移至植物的染色體上，依題意，LB、RB分別為T-DNA的左、右邊界，標(biāo)記基因Kanr不在T-DNA上，hyg在T-DNA上，因此，若目的基因成功轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞中，且相關(guān)基因都能正常表達(dá)，也只能檢測(cè)到hyg的表達(dá)產(chǎn)物，D錯(cuò)誤。二、非選擇題5.解析：(1)構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中，為了將雙鏈DNA片段連接起來，恢復(fù)被限制酶切開的磷酸二酯鍵，需要使用E.coliDNA連接酶。為了將目的基因EGFP插入到質(zhì)粒啟動(dòng)子CadR和終止子之間，故應(yīng)用MunⅠ和XhoⅠ切割質(zhì)粒，以保證質(zhì)粒和目的基因的高效重組。(2)EGFP基因模板鏈的3′端應(yīng)與啟動(dòng)子靠近，利用PCR技術(shù)獲取EGFP基因時(shí)，為保證EGFP基因能正確插入載體且可以正常表達(dá)，除選擇引物P1外，還需要選擇引物P2，引物P2和編碼鏈部分序列相同，不能引入MunⅠ識(shí)別序列，因?yàn)槟康幕蛑杏羞@個(gè)限制酶的序列，應(yīng)該引入EcoRⅠ的序列。利用同尾酶切割載體和目的基因所在片段，應(yīng)在其5′端增加EcoRⅠ的識(shí)別堿基序列和起始密碼子對(duì)應(yīng)序列5′-GAATTCATG-3′。(3)通過瓊脂糖凝膠電泳區(qū)分不同的DNA片段的原理是不同DNA分子的大小和構(gòu)象不同，在凝膠中的遷移速率不同。非特異性條帶產(chǎn)生的原因可能是溫度過低導(dǎo)致引物與模板的結(jié)合位點(diǎn)增加，故可適當(dāng)提高PCR中復(fù)性過程的溫度以減少非特異性條帶的產(chǎn)生。(4)目的基因是綠色熒光蛋白基因，且由于基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程中，基因?qū)acZ序列切除，所以菌落應(yīng)呈現(xiàn)出白色，故若需進(jìn)一步鑒定該生物傳感器是否制備成功，可選取白色菌落，接種到含Cd的培養(yǎng)基上，觀察是否有綠色熒光出現(xiàn)。答案：(1)將雙鏈DNA片段連接起來，恢復(fù)被限制酶切開的磷酸二酯鍵MunⅠ和XhoⅠ(2)P2GAATTCATG(3)不同DNA分子的大小和構(gòu)象不同，在凝膠中的遷移速率不同提高(4)選取白色菌落，接種到含Cd的培養(yǎng)基上，觀察是否有綠色熒光出現(xiàn)6.解析：(2)已知Piscidin基因的表達(dá)以a鏈為模板，NK-lysin基因的表達(dá)以d鏈為模板，而在PCR擴(kuò)增時(shí)，引物會(huì)與模板鏈的3′端結(jié)合，沿著5′→3′方向延伸，所以為了實(shí)現(xiàn)圖1中兩基因重疊延伸，PCR1過程中需要在引物X和引物Z的5′端添加互補(bǔ)序列，這是因?yàn)槿诤匣蛑袃蓚€(gè)基因的模板鏈應(yīng)在同一條DNA單鏈中。(3)圖2為PCR1擴(kuò)增產(chǎn)物(Ⅰ、Ⅱ)和PCR2擴(kuò)增產(chǎn)物(Ⅲ)的凝膠電泳實(shí)驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)結(jié)果可說明基因融合成功，判斷依據(jù)是Ⅰ、Ⅱ的長度之和與Ⅲ基本相等。(4)在轉(zhuǎn)化前，需要先構(gòu)建含NK-LPd基因的表達(dá)載體，其目的是使融合基因能夠在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并遺傳給下一代，且使融合基因表達(dá)和發(fā)揮作用。在成功轉(zhuǎn)化的酵母菌中提純得到雜合抗菌肽NK-LPd，為驗(yàn)證NK-LPd對(duì)大腸桿菌的抑菌效果，先將大腸桿菌涂布在圖3的平板上，再放置濾紙片，根據(jù)抑菌圈大小可以判斷抑菌效果的強(qiáng)弱，在圖3中A區(qū)域未出現(xiàn)抑菌圈，推測(cè)放置的濾紙片為空白濾紙片，D區(qū)域抑菌圈最大，根據(jù)題干信息可知，將抗菌肽Piscidin基因及NK-lysin基因進(jìn)行融合形成雜合肽NK-LPd基因，從而獲得具有更高抗菌活性的雜合抗菌肽，所以推測(cè)D區(qū)域放置的濾紙片為含雜合抗菌肽NK-LPd的濾紙片。答案：(1)3′(2)XZ(3)Ⅰ、Ⅱ的長度之和與Ⅲ基本相等(4)使融合基因能夠在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并遺傳給下一代，且使融合基因表達(dá)和發(fā)揮作用空白濾紙片、含雜合抗菌肽NK-LPd的濾紙片7.解析：(1)PCR技術(shù)利用了DNA半保留復(fù)制的原理。實(shí)驗(yàn)中使用的微量離心管、槍頭和蒸餾水等在使用前必須進(jìn)行高壓蒸汽滅菌，目的是避免外源DNA等因素的污染。(2)在PCR反應(yīng)體系中需要加入2種引物，引物的作用是在DNA復(fù)制過程中使DNA聚合酶能夠從引物的3′端開始連接脫氧核苷酸。由圖分析可知，圖中經(jīng)過第1輪循環(huán)后得到1個(gè)含有突變上游引物的DNA片段，該DNA片段包括一條模板鏈、一條含有突變上游引物的子鏈，然后以該DNA片段為模板進(jìn)行第2輪復(fù)制后就可以形成產(chǎn)物1，試管B中所需的下游大引物為產(chǎn)物1中的β鏈。(3)基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因和復(fù)制原點(diǎn)。啟動(dòng)子是驅(qū)動(dòng)目的基因轉(zhuǎn)錄的DNA片段，為了使定點(diǎn)突變的干擾素基因能在哺乳動(dòng)物乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)，在構(gòu)建該基因表達(dá)載體時(shí)應(yīng)將該基因與乳腺中特異性表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組在一起，然后將該表達(dá)載體通過顯微注射法導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的受精卵中。答案：(1)DNA半保留復(fù)制避免外源DNA等因素的污染(2)使DNA聚合酶能夠從引物的3′端開始連接脫氧核苷酸2β(3)乳腺中特異性表達(dá)的基因的啟動(dòng)子顯微注射8.解析：(1)為了使CMP表達(dá)的蛋白質(zhì)與GFP表達(dá)的蛋白質(zhì)能融合(或使CMP和GFP兩個(gè)基因能夠連續(xù)轉(zhuǎn)錄和翻譯)，故構(gòu)建CMP－GFP融合基因設(shè)計(jì)引物時(shí)，需要把CMP基因中對(duì)應(yīng)終止密碼子的3個(gè)堿基去掉，否則會(huì)分別單獨(dú)轉(zhuǎn)錄和翻譯出CMP蛋白和GFP蛋白。終止子的作用是使轉(zhuǎn)錄停止(或結(jié)束)。(2)PCR過程中需要TaqDNA聚合酶(或耐高溫的DNA聚合酶)，其中引物P1和引物P4可以擴(kuò)增融合基因，引物P2和引物P3的部分區(qū)段是堿基互補(bǔ)配對(duì)的，在所給的四個(gè)引物中只有②和④是堿基互補(bǔ)配對(duì)的，因此應(yīng)選擇②和④作為引物P2和引物P3的組成部分。(3)由于PCR過程中子鏈延伸的方向是從5′端向3′端，因此只能對(duì)引物的5′端進(jìn)行修飾，添加限制酶序列。由圖2可以看出，只有NcoⅠ和PstⅠ既位于啟動(dòng)子和終止子之間，又能夠破壞LacZ基因便于后期的篩選。在添加了氨芐青霉素的培養(yǎng)基中，由于導(dǎo)入的重組質(zhì)粒中含有氨芐青霉素抗性基因，因此