题目内容
【题目】基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段。如图是基因工程示意图,请据图回答下列问题:
(1)利用PCR技术对目的基因进行扩增时,需加入____________酶。该技术依据的原理是____________,在操作步骤中需要加热至90~95℃使____________,然后降温至55~60℃,使________________________。
(2)进行①过程时,需用________________________酶切开载体以插入目的基因。若要使目的基因在受体细胞中表达,需要导入基因表达载体,而不是直接导入目的基因,其原因是:________________________________________________(答出两点即可)。
(3)若图中宿主细胞为大肠杆菌,一般情况下②过程采用____________处理大肠杆菌,使其成为感受态细胞 。
(4)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时,表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解,在实验中应选用________________________缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞,并在蛋白质纯化的过程中应添加蛋白酶的抑制剂。
【答案】具热稳定性的DNA聚合酶(Taq酶) DNA半保留复制 DNA解旋 引物结合到互补DNA链 限制(或限制性核酸内切) 目的基因无复制原点、目的基因无表达所需启动子目的基因无表达所需的终止子 Ca2+ 蛋白酶
【解析】
基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
(1)利用PCR技术扩增目的基因时,需要特殊的耐高温的DNA聚合酶(Taq酶);PCR的原理是DNA的半保留复制;其具体操作是将DNA分子加热至90~95℃使DNA解旋;然后降温至55~60℃,使引物结合到互补DNA链。
(2)构建基因表达载体,需要用限制酶或限制性核酸内切酶切开载体以插入目的基因;由于目的基因无复制原点、目的基因无表达所需启动子,目的基因无表达所需的终止子,所以不能直接导入目的基因。
(3)如果受体细胞是大肠杆菌需要用Ca2+处理大肠杆菌。
(4)蛋白质可以被蛋白酶分解,所以为防止蛋白质被降解,可以选用蛋白酶缺陷型的细菌作为受体细胞。