高中 | 第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段 题目答案及解析

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必修二 遗传与进化

第三章 基因的本质

第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段

猪流行性腹泻是由猪流行性腹泻病毒($\rm PEDV$)引起的一种急性肠道传染病。$\rm PEDV$是一种正链单股$\rm RNA$病毒,$\rm PEDV$基因组共编码蛋白$\rm 21$种,这些蛋白共同协调着病毒的复制与增殖。其中$\rm Nsp10$蛋白对基因组$\rm RNA$合成以及病毒多聚蛋白的加工有着极其重要的作用。研究人员构建了$\rm PEDV$ $\rm Nsp10$基因真核表达载体,为进一步探究$\rm PEDV$ $\rm Nsp10$蛋白的生物学功能以及特性奠定一定的基础。请回答下列相关问题:

对于$\rm PEDV$而言,基因指的是                                  $\rm PEDV$在细胞中的增殖过程如图$\rm 1$所示。$\rm PEDV$感染细胞后,其基因组既可作为                翻译出病毒特异的蛋白质,又能够作为模板经过                次复制得到子代病毒的基因组。

  

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有遗传效应的$\\rm RNA$片段;$\\rm mRNA$$\\rm 2$

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基因是生物体遗传的基本单位,通常是有遗传效应的$\rm DNA$片段,$\rm PEDV$是一种正链单股$\rm RNA$病毒,因此它的基因为有遗传效应的$\rm RNA$片段,分析图可知$\rm PEDV$感染细胞后,其基因组既可作为$\rm mRNA$翻译出病毒特异的蛋白质,又能够作为模板经过复制得到子代病毒的基因组,因为$\rm PEDV$是一种正链单股$\rm RNA$病毒,因此需要$\rm 2$次复制才得到子代病毒的基因组。

$\rm Nsp10$基因不能直接进行$\rm PCR$扩增,需要经                过程得到相应的产物再进行$\rm PCR$扩增。为了便于扩增后的$\rm DNA$片段与表达载体连接,需在引物的                (填“$\rm 3$'端”或“$\rm 5$'端”)加上限制性酶切位点,且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点,主要目的是                                                 

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逆转录;$\\rm 5$'端;保证扩增后的$\\rm DNA$片段与表达载体正向连接

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$\rm Nsp10$基因是$\rm RNA$,不能直接进行$\rm PCR$扩增,需要经逆转录过程得到相应的产物再进行$\rm PCR$扩增。由于$\rm DNA$子链是从引物的$\rm 3$’端延伸,而且引物的$\rm 3$’端序列必须与模板链配对,因此在设计引物时,只能在两条引物的$\rm 5$’端加上限制性酶切位点,常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点,保证扩增后的$\rm DNA$片段与表达载体正向连接。

扩增$\rm Nsp10$基因的特异性引物分别为:

引物Ⅰ序列:$\rm 5$'$\rm -GCCATGGAGGCCCGAATTCGGATGGCTGGT-3$',

引物Ⅱ序列:$\rm 5$'$\rm -CGCGGCCGCGGTACCTCGAGATTGCATAAT-3$'

下表为几种限制酶的识别序列及其切割位点,图$\rm 2$质粒上的,$\rm Amp^{r}$代表青霉素抗性基因,其作用是                                  $\rm orl$为复制原点,其余为限制酶切割位点,由此推断切割质粒选择的限制酶是                

限制酶名称识别序列和切割位点
$Bam$$\rm H$$\rm 5$'$\rm -G↓GATCC-3$'
$Eco$$\rm R$$\rm 5$'$\rm -G↓AATTC-3$'
$Xho$$\rm 5$'$\rm -C↓TCGAG-3$'

  

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便于重组$\\rm DNA$分子的筛选;$Eco$$\\rm R$Ⅰ、$ Xho$

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$\rm Amp^{r}$代表青霉素抗性基因,在基因表达载体中作为标记基因存在,便于重组$\rm DNA$分子的筛选。扩增$\rm Nsp10$基因的特异性引物分别为: 引物Ⅰ序列:$\rm 5$'$\rm -GCCATGGAGGCCCGAATTCGGATGGCTGGT-3$',  引物Ⅱ序列:$\rm 5$'$\rm -CGCGGCCGCGGTACCTCGAGATTGCATAAT-3$',两种引物上分别有$Eco$$\rm R$Ⅰ、$Xho$Ⅰ的识别序列,由此推断切割质粒选择的限制酶是$Eco$$\rm R$Ⅰ、$Xho$Ⅰ。

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