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专题九 作业(四) “基因工程”类主观题增分专练
1.(2023·海口一模)重叠延伸PCR技术是设计含突变点碱基的互补核苷酸片段的引物,在PCR过程中,互补的核苷酸片段形成重叠,重叠的部分互为模板,通过多次PCR扩增,从而获得突变基因的方法。科学家将枯草芽孢杆菌基因组上的甘油激酶基因glpk编码的第270位氨基酸M突变为I,构建出了对甘油的利用水平大大提升的枯草芽孢杆菌,其原理如下图。请回答下列问题:
(1)含突变点碱基的互补核苷酸片段的引物是图中的__________________。通过PCR1获得产物AB需要进行______次的PCR扩增。
(2)本实验获得点突变的目的基因两端为平末端,为便于构建基因表达载体,需要将限制酶BamHⅠ和SalⅠ的识别序列分别引入诱变甘油激酶编码基因的两端,操作思路是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)获取目的基因后,构建质粒载体,形成基因表达载体。基因表达载体上保证其能在宿主细胞中扩增的结构是________________,保证目的基因能正常转录的结构是________________。
(4)对甘油激酶的改造属于________________工程的应用,其第一步是____________________。
解析:(1)根据题图可知,含突变点碱基的互补核苷酸片段的引物是图中的b和c;PCR过程是核苷酸子链从5′端向3′端的延伸过程,从目标DNA链中PCR出产物AB需要进行3次PCR循环。(2)将带有BamHⅠ和SalⅠ的识别序列的DNA片段用限制酶切出平末端,再使用T4 DNA连接酶将其与突变产物的两端相连接,可将限制酶BamHⅠ和SalⅠ的识别序列分别引入诱变甘油激酶编码基因的两端。(3)获取目的基因后,可将其与质粒重组。重组质粒上保证其能在宿主细胞中扩增的结构是复制原点,保证目的基因能正常转录的结构是启动子和终止子。(4)蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求,结合题意可知,对甘油激酶的改造属于蛋白质工程的应用,其第一步是预期蛋白质的功能。
答案:(1)b和c 3 (2)将带有BamHⅠ和SalⅠ的识别序列的DNA片段用限制酶切出平末端,再使用T4 DNA连接酶将其与突变产物的两端相连接 (3)复制原点 启动子和终止子 (4)蛋白质 预期蛋白质的功能
2.(2023·江苏适应考)巢式PCR是一种特殊的聚合酶链式反应,使用两组不同的引物实现目标DNA片段的扩增。第一组外引物扩增出的DNA片段(中间产物)长度超出目标区域,第二组内引物称为巢式引物,其结合部位在中间产物内部的目标区域,从而扩增出目标产物,具体过程如图1所示。请回答下列问题。
(1)巢式PCR反应体系中需加入模板、__________、____________、引物、Mg2+、缓冲液等。
(2)巢式PCR过程中反应温度最低的一步是________。巢式PCR中外引物的第一阶段扩增和内引物的第二阶段扩增通常在不同的离心管中进行,可防止________在第一阶段PCR中与模板结合。
(3)若直接用图1中的内引物对模板DNA扩增,则内引物与模板的非目标区域进行碱基互补配对的概率会_________(填“上升”或“下降”),不易得到目标产物。巢式PCR获得的产物特异性______(填“高”或“低”)。
(4)家畜胚胎性别鉴定对畜牧业发展具有重要意义,科研人员利用多重巢式PCR技术同时扩增奶牛Y染色体上雄性决定基因(SRY)和常染色体上的酪蛋白基因(CSNIS1),进行早期胚胎性别鉴定和胚胎移植,获得高产奶牛。请完成下表相关内容。
实验目的
方法步骤要点
囊胚样品DNA提取
选取________细胞提取DNA
PCR引物的设计和合成
根据牛的SRY和CSNIS1基因序列设计合成4对引物
PCR扩增
预变性→变性→复性→延伸
鉴定分析
__________________________________________________
同期发情处理
对受体奶牛注射激素
胚胎移植
将符合要求的胚胎移植到受体奶牛的子宫内
(5)巢式PCR产物鉴定结果如图2所示,1~5号为取自不同胚胎的DNA样品,其