高中 | 第1节 重组DNA技术的基本工具 题目答案及解析

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选择性必修三 生物技术与工程

第三章 基因工程

第1节 重组DNA技术的基本工具

某研究小组将纤维素酶基因($\rm N$)插入某种细菌($\rm B_{1}$)的基因组中,构建高效降解纤维素的菌株($\rm B2$)。该小组在含有$\rm N$基因的质粒中插入$\rm B1$基因组的$\rm M_{1}$$\rm M_{2}$片段;再经限制酶切割获得含$\rm N$基因的片段甲,片段甲两端分别为$\rm M_{1}$$\rm M_{2}$;利用基因组编辑技术将片段甲插入$\rm B_{1}$的基因组,得到菌株$\rm B_{2}$。酶切位点(Ⅰ$\sim$Ⅳ)、引物($\rm P_{1}\sim P_{4}$)的结合位置、片段甲替换区如图所示,$\rm →$表示引物$\rm 5'→3'$方向。回答下列问题。

  

为保证$\rm N$基因能在菌株$\rm B2$中表达,在构建片段甲时,应将$\rm M1$$\rm M_{2}$片段分别插入质粒的Ⅰ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ酶切位点之间,原因是                                                                

[["

不破坏$\\rm N$基因,且能保证$\\rm N$基因正常发表达

"]]

在构建片段甲时,应将$\rm M_{1}$$\rm M_{2}$片段分别插入质粒的Ⅰ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ酶切位点之间,不破坏$\rm N$基因,且能保证$\rm N$基因正常表达。

用引物$\rm P_{1}$$\rm P_{2}$进行$\rm PCR$可验证片段甲插入了细菌$\rm B_{1}$基因组,$\rm PCR$所用的模板是                                                                ;若用该模板与引物$\rm P_{3}$$\rm P4$进行$\rm PCR$,实验结果是                                                                

[["

$\\rm N$基因的两条链;不能扩增出$\\rm DNA$片段

"]]

用引物$\rm P_{1}$$\rm P_{2}$进行$\rm PCR$可扩增$\rm N$基因,验证片段甲插入了细菌$\rm B_{1}$基因组,所用的模板是$\rm N$基因的两条链;用该模板与引物$\rm P_{3}$$\rm P_{4}$进行$\rm PCR$,因为$\rm P_{3}$不能与$\rm N$基因模板链结合,实验结果是不能扩增出$\rm DNA$片段。

在筛选高效降解纤维素的菌株($\rm B_{2}$)时,可将菌种接种到含有                                的培养基中培养。培养时应将平板倒置,其原因是                                                                。在培养基中选出                                                                的菌株即为高效降解纤维素的菌株。

[["

纤维素;刚果红;防止杂菌污染和防止培养皿内冷却水流入培养基;透明圈直径与菌落直径的比值大

"]]

实验目的是得到能高效降解纤维素的菌株,而筛选纤维素降解菌时应用以纤维素为唯一碳原的培养基,刚果红可与纤维素形成红色复合物,而纤维素被纤维素降解菌降解后的产物不能与刚果红形成红色复合物,因此筛选高效降解纤维素的菌株($\rm B_{2}$)时,可将菌种接种到含有纤维素和刚果红的培养基中培养;培养时应将平板倒置,其原因是防止杂菌污染和防止培养皿内冷却水流入培养基;在培养基中选出透明圈直径与菌落直径的比值大的菌株即为高效降解纤维素的菌株。

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