【題目】研究人員從血管內(nèi)皮瘤中發(fā)現(xiàn)了一種新的血管增生抑制劑一內(nèi)皮抑素,它能有效地抑制血管增生。下面是獲得重組內(nèi)皮抑素的方法,請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題:

(1)從肝細(xì)胞中分離總RNA,經(jīng)____________獲得cDNA,之后經(jīng)過(guò)____________擴(kuò)增內(nèi)皮抑素基因。

(2)擴(kuò)增的目的基因與pUC18質(zhì)粒(如下圖所示)都用EcoRⅠ和BamHⅠ進(jìn)行雙酶切,然后用DNA連接酶進(jìn)行連接,構(gòu)建重組質(zhì)粒。雙酶切避免了目的基因與載體____________連接,還減少了____________的連接(答不全不給分),提高了重組質(zhì)粒的比例。

(3)大腸桿菌pUC18質(zhì)粒的lacZ基因中如果沒(méi)有插入外源基因,lacZ基因便可表達(dá)出β-半乳糖苷酶,當(dāng)培養(yǎng)基中含有IPTG和X-gal時(shí),X-gal便會(huì)被β-半乳糖苷酶水解成藍(lán)色,大腸桿菌將形成藍(lán)色菌落。反之,則形成白色菌落。

選擇培養(yǎng)基中除含有大腸桿菌必需的葡萄糖、氮源、無(wú)機(jī)鹽、水、生長(zhǎng)因子等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外,還應(yīng)加入______物質(zhì)。成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌在培養(yǎng)基中形成_________顏色的菌落,原因是__________________。之所以選擇大腸桿菌作為基因工程的受體菌,其突出的優(yōu)點(diǎn)是:________________________。(至少答出兩點(diǎn))

(4)從選擇培養(yǎng)基中挑取所需的單個(gè)菌落接種于液體培養(yǎng)基中培養(yǎng),獲得粗提表達(dá)產(chǎn)物。將等量毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞接種于細(xì)胞培養(yǎng)板,37℃培養(yǎng)。將等量____________的粗提表達(dá)產(chǎn)物加進(jìn)培養(yǎng)孔中,72h后在顯微鏡下觀察細(xì)胞存活情況并________________________,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示。

粗提表達(dá)產(chǎn)物濃度(μg/mL)

0

2

4

6

8

10

活的內(nèi)皮細(xì)胞數(shù)目(×lO2

12

6

2

1

0.5

0.5

實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明________________________________________________。

【答案】 反轉(zhuǎn)錄(或逆轉(zhuǎn)錄) PCR DNA連接 目的基因與目的基因、載體與載體 IPTG、X—gal、氨芐青霉素 重組質(zhì)粒的lacZ基因中插入了目的基因,使lacZ基因不能表達(dá)出β-半乳糖苷酶 單細(xì)胞,繁殖快,代謝旺盛,遺傳物質(zhì)相對(duì)較少 不同濃度 活的內(nèi)皮細(xì)胞數(shù)目 重組內(nèi)皮抑素(或粗提表達(dá)產(chǎn)物)能夠抑制毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖

【解析】試題分析:此題考查了基因工程技術(shù),目的基因的獲得方法有三種:從基因文庫(kù)中獲取、PCR技術(shù)擴(kuò)增、人工合成法。分析可知:基因表達(dá)載體中的LacZ基因會(huì)被外源基因插入滅活。

(1)從肝細(xì)胞中分離出相應(yīng)的RNA,經(jīng)反轉(zhuǎn)錄(或逆轉(zhuǎn)錄)獲得內(nèi)皮抑素基因,再利用PCR技術(shù)進(jìn)行體外擴(kuò)增,以獲得更多的目的基因。

(2)雙酶切后,目的基因兩端的黏性末端不同,被切開(kāi)的運(yùn)載體兩端的黏性末端也不同,這樣可以避免目的基因與載體反向連接,還能減少目的基因與目的基因、載體與載體的連接,還減少了目的基因和質(zhì)粒的自身連接,提高了重組質(zhì)粒的比例。

(3)大腸桿菌pUC18質(zhì)粒的LacZ基因中如果沒(méi)有插入外源基因,LacZ基因便可表達(dá)出β半乳糖苷酶,當(dāng)培養(yǎng)基中含有IPTGXgal時(shí),Xgal便會(huì)被β半乳糖苷酶水解成藍(lán)色,大腸桿菌將形成藍(lán)色菌落,反之,則形成白色菌落。選擇培養(yǎng)基中除含有大腸桿菌必需的葡萄糖、氮源、無(wú)機(jī)鹽、水、生長(zhǎng)因子等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外,還應(yīng)加入的物質(zhì)有IPTG、X-gal和氨芐青霉素因?yàn)橹亟M質(zhì)粒的LacZ基因中插入了目的基因,使LacZ基因不能表達(dá)出β-半乳糖苷酶,所以成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌在培養(yǎng)基中形成白色菌落。基因工程中選擇大腸桿菌作為受體細(xì)胞的原因是大腸桿菌是單細(xì)胞生物,繁殖速度快,遺傳物質(zhì)相對(duì)較少。

(4)由表中數(shù)據(jù)可知,粗提表達(dá)產(chǎn)物濃度越高,活的內(nèi)皮細(xì)胞數(shù)目越少,說(shuō)明重組內(nèi)皮抑素(或粗提表達(dá)產(chǎn)物)能夠抑制毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖

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(2)研究人員進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),處理及結(jié)果如下圖所示。

研究人員判斷B蛋白可以誘導(dǎo)自噬體的形成,依據(jù)是:敲除B蛋白基因后,____________組與____________組比較,細(xì)胞內(nèi)自噬體數(shù)目____________;敲除后轉(zhuǎn)入________________________組與____________組比較細(xì)胞內(nèi)自噬體數(shù)目恢復(fù);敲除后轉(zhuǎn)入________________________組與____________組比較細(xì)胞內(nèi)自噬體數(shù)目未恢復(fù)。

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