Question

【題目】R-7是家蠶體內(nèi)的一種小分子非編碼RNA，可與某些mRNA尾端的一段非編碼序列（3'-UTR）結(jié)合，進(jìn)而影響基因的表達(dá)。為研究R-7是否影響家蠶基因B（調(diào)控家蠶眼睛發(fā)育）的表達(dá)，科研人員將基因B中對(duì)應(yīng)3'-UTR的DNA片段與熒光素酶基因（該基因的表達(dá)不受R-7的影響）重組如甲圖所示，將該重組載體導(dǎo)入家蠶胚胎細(xì)胞并觀察其表達(dá)，結(jié)果如乙圖所示。回答下列問題：

（1）要想短時(shí)間內(nèi)獲得大量目的基因需用到的技術(shù)是_______________________，該技術(shù)的原理是________________________。若一個(gè)含目的基因的DNA擴(kuò)增n代，則共需消耗______________對(duì)引物。

（2）圖甲中對(duì)應(yīng)3'-UTR的DNA片段應(yīng)插入到位點(diǎn)___________，原因是________________�；�因工程的核心步驟是________________，其目的是__________________________。

（3）科研人員從乙圖所示的實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組細(xì)胞中提取蛋白質(zhì)，經(jīng)處理檢測后獲得相對(duì)熒光值（在適宜條件下，熒光素酶可催化熒光素發(fā)生氧化反應(yīng)并發(fā)出熒光）。實(shí)驗(yàn)組為將重組載體導(dǎo)入含R-7的家蠶胚胎細(xì)胞中，對(duì)照組1為將含有熒光素酶基因的表達(dá)載體（不含對(duì)應(yīng)3′-UTR的DNA片段）導(dǎo)入含R-7的家蠶胚胎細(xì)胞中，則對(duì)照組2應(yīng)為_________________。由結(jié)果推知R-7通過_______________________進(jìn)而抑制基因B的表達(dá)。

Answer 1

【答案】PCR擴(kuò)增技術(shù) DNA雙鏈復(fù)制 2n-1 2 目的基因應(yīng)插入到啟動(dòng)子與終止子之間，且不能破壞熒光素酶基因 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并可以遺傳給下一代，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用 將重組載體導(dǎo)入不含（或去除）R-7的家蠶胚胎細(xì)胞中 與基因B所轉(zhuǎn)錄的mRNA的3'-UTR結(jié)合

【解析】

題圖圖甲是基因表達(dá)載體的模式圖，包括：啟動(dòng)子、目的基因、熒光素酶基因（標(biāo)記基因）、終止子。圖乙可以看出實(shí)驗(yàn)組的相對(duì)熒光值較低，而對(duì)照組1和對(duì)照組2的相對(duì)熒光值較高。

（1）短時(shí)間內(nèi)獲得大量目的基因需用到的技術(shù)是PCR擴(kuò)增技術(shù)，該技術(shù)原理是DNA雙鏈復(fù)制。若對(duì)一個(gè)含基因B的DNA擴(kuò)增n代，共得到2n個(gè)DNA，凈增DNA為2n-1，因此共需消耗的引物為2n－1個(gè)。

（2）依題意可知，R-7是家蠶體內(nèi)的一種小分子非編碼RNA，可與某些mRNA尾端的一段非編碼序列(3'-UTR)結(jié)合，進(jìn)而影響基因的表達(dá)。即3'-UTR位于某些mRNA的尾端，由于mRNA是以DNA分子的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄而來的，因此圖甲中對(duì)應(yīng)3'-UTR的DNA片段應(yīng)插入到位點(diǎn)2，原因是目的基因應(yīng)插入到啟動(dòng)子與終止子之間，且不能破壞熒光素酶基因�；�因工程的核心步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建，其目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并可以遺傳給下一代，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。

（3）由圖乙可知實(shí)驗(yàn)組的相對(duì)熒光值較低，而對(duì)照組1和對(duì)照組2的相對(duì)熒光值較高。又因?yàn)閷?duì)照組1的處理為將含有熒光素酶基因的表達(dá)載體(不含對(duì)應(yīng)3′-UTR的DNA片段)導(dǎo)入含R-7的家蠶胚胎細(xì)胞中，說明沒有R-7片段的細(xì)胞中熒光素酶基因正常表達(dá)，相對(duì)熒光值較高。實(shí)驗(yàn)組為將重組載體導(dǎo)入含R-7的家蠶胚胎細(xì)胞中，相對(duì)熒光值較低，說明R-7抑制了熒光素酶基因的表達(dá)。由此可以推測對(duì)照組2的處理應(yīng)為將重組載體導(dǎo)入不含(或去除)R-7的家蠶胚胎細(xì)胞中。R-7通過與基因B所轉(zhuǎn)錄的mRNA的3'-UTR結(jié)合進(jìn)而抑制基因B的表達(dá)。