問答題20世紀70年代誕生基因工程的理論基礎和技術基礎是什么?

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1.問答題

打算將一個 cDNA 克隆到一個表達載體,以便在 E.coli 中大量制備相應的蛋白質。這個cDNA 的兩側具有 BamHI的位點,因此計劃將它從 BamHI的位點插入載體中。實驗嚴格地按照克隆手冊中的方法進行:載體用 BamHI切割以后,立即用堿性磷酸酶處理除去 5’磷酸;接著將處理過的載體同用 BamHI切割的 cDNA 片段混合,加入 DNA連接酶后進行溫育,連接之后,將 DNA 同已處理過的可以接受 DNA的細菌感受態(tài)細胞混合。最后,將混合物涂布在加有抗生素固體培養(yǎng)基的平板上。由于載體上帶有抗生素的抗性基因,所以,轉化的細菌能夠存活。實驗中同時設置了 4 個對照: 
對照1:   將未同任何載體接觸過的細菌細胞涂布在培養(yǎng)平板上;       
對照2:   將未切割載體轉化過的細菌細胞涂布在培養(yǎng)平板上;  
對照3:   將經切割(但未用堿性磷酸酶處理)并用連接酶連接(但沒有cDNA片段)的載體轉化過的細菌細胞涂布在培養(yǎng)平板上;  
對照4:   將經切割(并用堿性磷酸酶處理過)并用 DNA連接酶連接(但沒有cDNA片段)的載體轉化過的細
菌細胞涂布在培養(yǎng)平板上。  
     在進行第一次實驗時,感受態(tài)細胞不是自己制備的,結果,在所有的平板上都長出了多到無法計數(shù)的菌落(表 2)。在第二次實驗中,自己制備感受態(tài)細胞,但這一次,所有的平板上都沒有菌落生長(表 2)。接著又進行了第三次實驗,這次得到了轉化子(表 2)。從實驗平板上挑出 12 個菌落,分離了質粒 DNA,并用 BamHI進行切割,其中 9個克隆產生大小同載體一樣的單一的一條帶,另三個克隆中切出一個cDNA 片段,實驗終于獲得成功。

為什么要用堿性磷酸酶處理載體?
2.問答題

打算將一個 cDNA 克隆到一個表達載體,以便在 E.coli 中大量制備相應的蛋白質。這個cDNA 的兩側具有 BamHI的位點,因此計劃將它從 BamHI的位點插入載體中。實驗嚴格地按照克隆手冊中的方法進行:載體用 BamHI切割以后,立即用堿性磷酸酶處理除去 5’磷酸;接著將處理過的載體同用 BamHI切割的 cDNA 片段混合,加入 DNA連接酶后進行溫育,連接之后,將 DNA 同已處理過的可以接受 DNA的細菌感受態(tài)細胞混合。最后,將混合物涂布在加有抗生素固體培養(yǎng)基的平板上。由于載體上帶有抗生素的抗性基因,所以,轉化的細菌能夠存活。實驗中同時設置了 4 個對照: 
對照1:   將未同任何載體接觸過的細菌細胞涂布在培養(yǎng)平板上;       
對照2:   將未切割載體轉化過的細菌細胞涂布在培養(yǎng)平板上;  
對照3:   將經切割(但未用堿性磷酸酶處理)并用連接酶連接(但沒有cDNA片段)的載體轉化過的細菌細胞涂布在培養(yǎng)平板上;  
對照4:   將經切割(并用堿性磷酸酶處理過)并用 DNA連接酶連接(但沒有cDNA片段)的載體轉化過的細
菌細胞涂布在培養(yǎng)平板上。  
     在進行第一次實驗時,感受態(tài)細胞不是自己制備的,結果,在所有的平板上都長出了多到無法計數(shù)的菌落(表 2)。在第二次實驗中,自己制備感受態(tài)細胞,但這一次,所有的平板上都沒有菌落生長(表 2)。接著又進行了第三次實驗,這次得到了轉化子(表 2)。從實驗平板上挑出 12 個菌落,分離了質粒 DNA,并用 BamHI進行切割,其中 9個克隆產生大小同載體一樣的單一的一條帶,另三個克隆中切出一個cDNA 片段,實驗終于獲得成功。

對照3 和4 各有什么作用?
3.問答題

打算將一個 cDNA 克隆到一個表達載體,以便在 E.coli 中大量制備相應的蛋白質。這個cDNA 的兩側具有 BamHI的位點,因此計劃將它從 BamHI的位點插入載體中。實驗嚴格地按照克隆手冊中的方法進行:載體用 BamHI切割以后,立即用堿性磷酸酶處理除去 5’磷酸;接著將處理過的載體同用 BamHI切割的 cDNA 片段混合,加入 DNA連接酶后進行溫育,連接之后,將 DNA 同已處理過的可以接受 DNA的細菌感受態(tài)細胞混合。最后,將混合物涂布在加有抗生素固體培養(yǎng)基的平板上。由于載體上帶有抗生素的抗性基因,所以,轉化的細菌能夠存活。實驗中同時設置了 4 個對照: 
對照1:   將未同任何載體接觸過的細菌細胞涂布在培養(yǎng)平板上;       
對照2:   將未切割載體轉化過的細菌細胞涂布在培養(yǎng)平板上;  
對照3:   將經切割(但未用堿性磷酸酶處理)并用連接酶連接(但沒有cDNA片段)的載體轉化過的細菌細胞涂布在培養(yǎng)平板上;  
對照4:   將經切割(并用堿性磷酸酶處理過)并用 DNA連接酶連接(但沒有cDNA片段)的載體轉化過的細
菌細胞涂布在培養(yǎng)平板上。  
     在進行第一次實驗時,感受態(tài)細胞不是自己制備的,結果,在所有的平板上都長出了多到無法計數(shù)的菌落(表 2)。在第二次實驗中,自己制備感受態(tài)細胞,但這一次,所有的平板上都沒有菌落生長(表 2)。接著又進行了第三次實驗,這次得到了轉化子(表 2)。從實驗平板上挑出 12 個菌落,分離了質粒 DNA,并用 BamHI進行切割,其中 9個克隆產生大小同載體一樣的單一的一條帶,另三個克隆中切出一個cDNA 片段,實驗終于獲得成功。

影響第二次實驗結果的原因是什么?對照2 的作用何在?
4.問答題

打算將一個 cDNA 克隆到一個表達載體,以便在 E.coli 中大量制備相應的蛋白質。這個cDNA 的兩側具有 BamHI的位點,因此計劃將它從 BamHI的位點插入載體中。實驗嚴格地按照克隆手冊中的方法進行:載體用 BamHI切割以后,立即用堿性磷酸酶處理除去 5’磷酸;接著將處理過的載體同用 BamHI切割的 cDNA 片段混合,加入 DNA連接酶后進行溫育,連接之后,將 DNA 同已處理過的可以接受 DNA的細菌感受態(tài)細胞混合。最后,將混合物涂布在加有抗生素固體培養(yǎng)基的平板上。由于載體上帶有抗生素的抗性基因,所以,轉化的細菌能夠存活。實驗中同時設置了 4 個對照: 
對照1:   將未同任何載體接觸過的細菌細胞涂布在培養(yǎng)平板上;       
對照2:   將未切割載體轉化過的細菌細胞涂布在培養(yǎng)平板上;  
對照3:   將經切割(但未用堿性磷酸酶處理)并用連接酶連接(但沒有cDNA片段)的載體轉化過的細菌細胞涂布在培養(yǎng)平板上;  
對照4:   將經切割(并用堿性磷酸酶處理過)并用 DNA連接酶連接(但沒有cDNA片段)的載體轉化過的細
菌細胞涂布在培養(yǎng)平板上。  
     在進行第一次實驗時,感受態(tài)細胞不是自己制備的,結果,在所有的平板上都長出了多到無法計數(shù)的菌落(表 2)。在第二次實驗中,自己制備感受態(tài)細胞,但這一次,所有的平板上都沒有菌落生長(表 2)。接著又進行了第三次實驗,這次得到了轉化子(表 2)。從實驗平板上挑出 12 個菌落,分離了質粒 DNA,并用 BamHI進行切割,其中 9個克隆產生大小同載體一樣的單一的一條帶,另三個克隆中切出一個cDNA 片段,實驗終于獲得成功。

你如何看待第一次的實驗結果?對照 1 的目的是什么?
10.問答題

X染色體的失活是一種獨特的發(fā)育調控機制,它關閉了整個染色體上的所有基因的表達。在人類 X 染色體中,失活作用涉及到 1.5×108 以上的堿基對和幾千個基因。在女性中,兩條X染色體中的任何一條失活所造成的X連鎖基因的表達與正常男性單個X染色體上基因表達的結果是相同的。雖然失活的機理仍不了解,一般認為失活作用是在染色體的特定區(qū)域即 X 失活中心開始的,然后擴散到染色體的其他部分。雖然失活染色體上的大多數(shù)基因被關閉了,但少數(shù)仍有活性,因此,可以推測 X 的失活作用與 X 連鎖基因的表達模式有關。為了驗證這種推測,分離了大量的人的 X 染色體基因的 cDNA 并用 Northern 印跡法檢查它們的表達。比較了這些基因在 X 染色體正常的男性和女性細胞中的表達、在 X 染色體異常的男性和女性個體中的表達、以及在嚙齒動物:人細胞雜交株中的表達,這種雜交株保留了一個失活的人的 X染色體(Xi)或是一個有活性的人 X染色體(Xa)。在四種 cDNA 中,發(fā)現(xiàn)了三種表達模式,A、B、C 三種 cDNA示于圖 4。

指出每一種表達模式中表達的基因是來自于活性染色體、非活性染色體,還是二者都有。哪一種是最普遍的,哪一種是最特殊的?