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专题 基因工程
1(2021年江苏)某小组为研究真菌基因m的功能,构建了融合表达蛋白M和tag标签的质粒。请结合实验流程回答下列问题。
(1)目的基因的扩增
①提取真菌细胞 ,经逆转录获得cDNA,进一步获得基因m片段。
②为了获得融合tag标签的蛋白M,设计引物P2时,不能包含基因m 终止密码子的编码序列,否则将导致 。
③热启动PCR可提高扩增效率,方法之一是:先将除taq DNA聚合酶(Taq酶)以外的各成分混合后,加热到80℃以上再混入酶,然后直接从94℃开始PCR扩增。下列叙述正确的有
A. Taq酶最适催化温度范围为50-60℃
B. 与常规PCR相比,热启动PCR可减少反应起始时引物错配形成的产物。
C. 两条子链的合成一定都是5’端向3’端延伸。
D. PCR产物DNA碱基序列的特异性体现了Taq酶的特异性
(2)重组质粒的构建
①将Smal切开的载体A与添加同源序列的m混合,用特定DNA酶处理形成黏性末端,然后降温以促进 ,形成A-m结合体。将A-m结合体导入大肠杆菌,利用大肠杆菌中的DNA聚合酶及 酶等,完成质粒的环化。
②若正确构建的重组质粒A-m,仍能被Smal切开,则Smal的酶切点可能在 。
(3)融合蛋白的表达
①用含有尿嘧啶的培养基培养URA3基因缺失型酵母,将其作为受体菌,导入质粒A-m,然后涂布于无尿嘧啶的培养基上,筛选获得的菌株,其机理是 。
②若通过抗原-抗体杂交实验检测到酵母蛋白中含tag标签,说明 ,后续实验可借助tag标签进行蛋白M的分离纯化。
2. (2017·江苏卷)金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白,某研究小组计划通过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因,构建转基因工程菌,用于重金属废水的净化处理。PCR扩增过程示意图如下,请回答下列问题:
(1) 从高表达MT 蛋白的生物组织中提取mRNA,通过 获得 用于PCR扩增。
(2) 设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2),为方便构建重组质粒,在引物中需要增加适当的 位点。设计引物时需要避免引物之间形成 ,而造成引物自连。
(3) 图中步骤1代表 ,步骤2代表退火,步骤3代表延伸,这三个步骤组成一轮循环。
(4) PCR扩增时,退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏 的碱基配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关,长度相同但 的引物需要设定更高的退火温度。
(5) 如果PCR反应得不到任何扩增产物,则可以采取的改进措施有 (填标号:① 升高退火温度 ② 降低退火温度 ③ 重新设计引物)。
3.(2019·江苏卷)下图1是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图,载体质粒P0具有四环素抗性基因(tetr)和氨苄青霉素抗性基因(ampr)。请回答下列问题:
图1
(1) EcoR Ⅴ酶切位点为 ,EcoR Ⅴ酶切出来的线性载体P1为 末端。
(2) 用TaqDNA聚合酶进行PCR扩增获得的目的基因片段,其两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸。载体P1用酶处理,在两端各添加了一个碱基为 的脱氧核苷酸,形成P2;P2和目的基因片段在 酶作用下,形成重组质粒P3。
(3) 为筛选出含有重组质粒P3的菌落,采用含有不同抗生素的平板进行筛选,得到A、B、C三类菌落,其生长情况如下表(“+”代表生长,“-”代表不生长)。根据表中结果判断,应选择的菌落是 (填表中字母)类,另外两类菌落质粒导入情况分别是 、 。
平板类型
菌落类型
A
B
C
无抗生素
+
+
+
氨苄青霉素
+
+
-
四环素
+
-
-
氨苄青霉素+四环素
+
-
-
(4)为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒,拟设计引物进行PCR鉴定。图2为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置,PCR鉴定时应选择的一对引物是 。某学生尝试用图中另外一对引物从某一菌落的质粒中扩增出了400 bp片段,原因是 。
图2
4.(2016·江苏卷)下表是几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点,其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题:
限制酶
BamHⅠ
BclⅠ
Sau3AⅠ