题干
GFP是水母体内存在的能发绿色荧光的一种蛋白。科研人员以GFP基因为材料,利用基因工程技术获得了能发其他颜色荧光的蛋白,丰富了荧光蛋白的颜色种类。回答下列问题。 (1)构建突变基因文库,科研人员将GFP基因的不同突变基因分别插入载体,并转入大肠杆菌制备出GFP基因的突变基因文库。通常,基因文库是指_______。 (2)构建目的基因表达载体。科研人员从构建的GFP突变基因文库中提取目的基因(均为突变基因)构建表达载体,其模式图如下所示(箭头为GFP突变基因的转录方向)。图中①为_______;②为_______,其作用是_______;图中氨苄青霉素抗性基因是一种标记基因,其作用是_______。 (3)目的基因的表达。科研人员将构建好的表达载体导入大肠杆菌中进行表达,发现大肠杆菌有的发绿色荧光,有的发黄色荧光,有的不发荧光。请从密码子特点的角度分析,发绿色荧光的可能原因是_______(答出1点即可)。 (4)新蛋白与突变基因的关联性分析。将上述发黄色荧光的大肠杆菌分离纯化后,对其所含的GFP突变基因进行测序,发现其碱基序列与GFP基因的不同,将该GFP突变基因命名为YFP基因(黄色荧光蛋白基因)。若要通过基因工程的方法探究YFP基因能否在真核细胞中表达,实验思路是_______。
答案
(1)将含有某种生物不同 (2) ①. 终止子 ②. 启动子 ③. RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录 ④. 鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来 (3)密码子具有简并性 (4)将构建好的表达载体(含有目的基因YFP基因)导入酵母菌中进行表达
解析
有关密码子,考生可从以下几方面把握: ①概念:密码子是mRNA上相邻的3个碱基。 ②种类:64种,其中有3种是终止密码子,不编码氨基酸。 ③特点:一种密码子只能编码一种氨基酸,但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码;密码子具有通用性,即自然界所有的生物共用一套遗传密码。 将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因,称为基因文库。 一个基因表达载体的组成,除了目的基因外,还必须有启动子,终止子以及标记基因等,且基因的转录方向为从启动子到终止子,故图中①为终止子,②为启动子,启动子是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,它是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需要的蛋白质。标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来,如抗生素基因就可以作为这种基因。 正常情况下,GFP突变基因应该不发绿色荧光,而大肠杆菌有的发绿色荧光,从密码子特点的角度分析,原因是密码子具有简并性,即一种氨基酸可能由一个或多个密码子决定。 基因工程研究中常用的真核表达系统有酵母表达系统、昆虫细胞表达系统和哺乳动物细胞表达系统。要通过基因工程的方法探究YFP基因能否在真核细胞中表达,可将构建好的表达载体(含有目的基因YFP基因)导入酵母菌中进行表达,如果酵母菌发出黄色荧光,说明YFP基因能在真核细胞中表达,反之则不能在真核细胞中表达。 单体 连接键 生物大分子 检测试剂或染色剂 葡萄糖 — ① — ② ③ 蛋白质 ④ ⑤ — 核酸 ⑥