(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.
【解答】解:(1)根据题意和图示分析可知:图1基因表达载体中已有目的基因、启动子和标记基因,所以没有标注出来的基本结构是终止子.
(2)图1中启动子是RNA聚合酶酶识别和结合的部位,有了它才能启动目的基因的表达即转录过程;氨苄青霉素抗性基因的作用是作为标记基因,将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来.
(3)构建基因表达载体的过程中,必须用相同的限制酶切割(含目的基因的外源DNA分子)和运载体,以产生相同的黏性末端,再加入DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子.
(4)β﹣半乳糖苷酶与胰岛素A链或B链融合表达,可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部,这样可以防止胰岛素的A、B链被菌体内蛋白酶降解.
(5)溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键,由于β﹣半乳糖苷酶中含有多个甲硫氨酸,而胰岛素的A、B链中不含甲硫氨酸,所以用溴化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的A链或B链,且β﹣半乳糖苷酸被切成多个肽段.
(6)由于一个肽链中至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,在肽链内部的R基中可能也有氨基和羧基,而胰岛素含有A链和B链,所以每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量至少是2个.
故答案为:
(1)终止子
(2)RNA聚合酶 作为标记基因,将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来
(3)限制酶和DNA连接酶
(4)防止胰岛素的A、B链被菌体内蛋白酶降解
(5)β﹣半乳糖苷酶中含有多个甲硫氨酸,而胰岛素的A、B链中不含甲硫氨酸
(6)至少2个 两条肽链的一端各有一个游离的氨基,氨基酸R基团中可能还含有游离的氨基
【点评】本题结合图解,考查基因工程的相关知识,要求考生识记基因工程的操作工具及具体的操作步骤,掌握各步骤中的相关细节,能结合图中信息准确答题,属于考纲识记和理解层次的考查.
33.(8分)荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA片段为探针,与染色体上对应的DNA片段结合,从而将特定的基因在染色体上定位,请回答下列问题:
(1)DNA荧光探针的准备过程如图1所示,DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的磷酸二酯键从而产生切口,随后在DNA聚合酶Ⅰ作用下,以荧光标记的脱氧核苷酸为原料,合成荧光标记的DNA探针.
(2)图2表示探针与待测基因结合的原理,先将探针与染色体共同煮沸,使DNA双链中氢键断裂,形成单链,随后在降温复性过程中,探针的碱基按照碱基互补配对原则,与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子,图中两条姐妹染色单体中最多可有4条荧光标记的DNA片段.
(3)A、B、C分别代表不同来源的一个染色体组,已知AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记,若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交,则其F1,有丝分裂中期的细胞中可观察到6个荧光点,在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到2和4个荧光点.
【考点】61:细胞的减数分裂;Q2:基因工程的原理及技术
【分析】基因探针是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子作为探针,原理是DNA分子杂交.
DNA分子是一个独特的双螺旋结构,是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成,外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架,内侧是碱基对(A﹣T;C﹣G)通过氢键连接.
【解答】解:(1)根据题意和图示分析可知:DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的磷酸二酯键从而产生切口,形成一段一段的DNA分子片段.在DNA聚合酶Ⅰ作用下,以荧光标记的四种脱氧核苷酸为原料,合成荧光标记的DNA探针.
(2)DNA分子是双链结构,通过氢键连接.将探针与染色体共同煮沸,使DNA双链中氢键断裂,形成单链,随后在降温复性过程中,探针的碱基按照A﹣T、C﹣G的碱基互补配对原则,与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子,图中两条姐妹染色单体中含有2个DNA分子共有4条链,所以最多可有4条荧光标记的DNA片段.
(3)由于AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记,若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交,则其F1,有丝分裂中期的细胞(AABC)中可观察到6个荧光点,在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到含A和含AB的2和4个荧光点.
故答案为:
(1)磷酸二酯 脱氧核苷酸
(2)氢 碱基互补配对 4
(3)6 2和4
【点评】本题考查基因工程和减数分裂的相关知识,意在考查学生的识图能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力.