在學習基因工程時,經常會遇到這類題目,如下:
例一:
現有一長度為3000鹼基對(bp)的線性DNA分子,用限制性核酸內切酶酶切後,進行凝膠電泳,使降解產物分開。用酶H單獨酶切,結果如圖l。用酶B單獨酶切,結果如圖2。用酶H和酶B同時酶切,結果如圖3。該DNA分子的結構及其酶切圖譜是 ( )
很多同學表示做這個題目時,看不懂圖123,明明是三段為什麼說酶H只有一個切點?明明2000bp大些為什麼那麼短?難道有什麼玄機嗎?實際上要看懂這個圖需要學習下電泳。
電泳(electrophoresis)是帶電物質在電場中向著與其電荷相反的電極移動的現象。各種生物大分子在一定的pH條件下,可以解離成帶電荷的離子,在電場中會向相反的電極移動。在分析核酸、蛋白質等生物大分子時,電泳是一個非常有效的手段。含有電解液的凝膠在電場中,其中的電離子會發生移動,此時移動的速度可因電離子大小、形態及電荷量的不同而有差異。利用移動速度差異,就可以區別各種大小不同的分子。
瓊脂糖凝膠電泳是分子生物學實驗室中分離鑑定核酸的常規方法。核酸是兩性電解質,其等電點為pH2-2.5,在常規的電泳緩衝液中(pH約8.5),核酸分子帶負電荷,在電場中向正極移動。線狀雙鏈DNA分子在一定濃度瓊脂糖凝膠中的遷移速率與DNA分子量對數成反比,分子越大則所受阻力越大,也越難於在凝膠孔隙中移動,因而遷移得越慢。
下面看小編的實驗:
點樣孔在負極(黑色的),點樣,通電,DNA往正極(紅色的)跑。跑膠開始,出現了一條帶↑DNA帶負電,往正極跑。(從左向右)
出現兩條帶了,由於有兩種染色劑,染色劑可以直觀看出對應大小的DNA所跑的位置.(指示劑不是給DNA染色,只是和相應的DNA大小相同,所以可以顯示出相當於DNA跑的位置,因為DNA在自然光下看不見)↑
DNA在紫外光下呈現出亮光。結果:從下往上第一條帶是無DNA的空帶,所以無螢光,第6和第7條帶是小編的實驗結果,2.3季4.5徐8.9.10.蔣11(最後)標準。很不錯。↑
例一解釋:
下面咱們來解釋下例一的圖123:
從上面的分析很容知道這個圖的2000bp和1000bp指的是2000bp和1000bp大小的DNA所在的位置,由於分子越大跑的越慢,所以圖示點樣孔應在圖的上側,即負極在上側,DNA從上側往下側跑。由圖1可知H酶將3000bp的線性DNA切成兩段,即一個切點,由圖2可知B酶將3000bp的線性DNA切成三段,即由兩個切點。由圖3可知,用酶H和1酶B同時酶切,結果得400bp、600bp、1400bp三種大小的DNA片段,400+600+1400=2400bp,而該DNA分子有3000bp,所以可以斷定還有一個600bp的DNA片段。(因為相同大小的DNA所跑的位置一樣,所以兩段600bp的DNA在相同的位置)
再與選項對比,只有A符合題意。
在看幾個題:
例二:
在DNA 測序工作中,需要將某些限制性內切酶的限制位點在 DNA上定位,使其成為 DNA 分子中的物理參照點。這項工作叫做「限制酶圖譜的構建」。假設有以下一項實驗:用限制酶 HindⅢ,BamHⅠ和二者的混合物分別降解一個 4kb(1kb即1千個鹼基對)大小的線性DNA 分子,降解產物分別進行凝膠電泳,在電場的作用下,降解產物分開,如下圖所示。
據此構建這兩種限制性內切酶在該DNA分子上的「限制酶圖譜」如乙圖,請判斷正確的標示是( )
A. 2.8 B. Hind Ⅲ C. 0.3 D. BamHⅠ
答案:C
例三:
現有一長度為1000鹼基對(bp)的DNA分子,用限制性核酸內切酶EcoRI酶切後得到的DNA分子仍是1000bp,用KpnI單獨酶切得到400bp和600bp兩種長度的DNA分子,用EcoRI、KpnI同時酶切後得到200 bp和600 bp兩種長度的DNA分子。該DNA分子的酶切圖譜正確的是的( )
答案:D
例四:
基因工程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和質粒,便於重組和篩選。已知限制酶I的識別序列和切點是—G↓GATCC— ,限制酶II的識別序列和切點是—↓GATC—。根據圖示判斷下列操作正確的是( )
A.質粒用限制酶Ⅰ切割,目的基因用限制酶Ⅱ切割
B.質粒用限制酶Ⅱ切割,目的基因用限制酶Ⅰ切割
C.目的基因和質粒均用限制酶Ⅰ切割
D.目的基因和質粒均用限制酶Ⅱ切割
答案:A
另一類似的題目:
例五:
細菌蛋白質在極端環境條件下可通過肽鏈之間的二硫鍵維持穩定。已知不同的多肽產物可因分子量不同而以電泳方式分離。下列左圖是一個分析細菌蛋白的電泳結果圖,「-」代表沒加還原劑,「+」代表加有還原劑,還原劑可打斷二硫鍵,「M」代表已知分子量的蛋白質,右側數字代表蛋白質或多肽的相對分子量。根據左側結果,下列哪個圖案最能代表該細菌原本的多肽結構(注意:「一」代表二硫鍵)( )
解析:本題是有關多肽結構的判斷。從左圖可以看出該多肽的分子量大約是130,打斷二硫鍵後的片段中,較小的片段分子量大約是30,較大的片段分子量大約是70。由此可以判斷打斷二硫鍵後的片段中有兩個較小的片段、一個較大的片段(分子大小相同的分子電泳時跑在相同的位置),所以選項B是正確的。
答案:B
來個與遺傳結合的:
例六:
下圖1是某家族中甲病(顯性基因為A,隱性基因為a)和乙病(顯性基因為B,隱性基因為b)兩種遺傳病的系譜圖。控制甲乙兩種遺傳病的基因分別位於兩對同源染色體上。經DNA分子結構分析,發現乙病基因與其相對應的正常基因相比,乙病基因缺失了某限制酶的切點。圖2表示甲、乙、丙3人的乙病基因或相對應正常基因的核酸分子雜交診斷結果示意圖。據圖回答下列問題。
(1)從系譜圖上可以看出甲病的遺傳特點是___________;若Ⅱ7和Ⅱ8再生一個患甲病子女的概率為_____________。
(2)已知對Ⅱ3和Ⅲ13進行核酸分子雜交診斷,Ⅱ3電泳結果與圖2中甲相同,Ⅲ13電泳結果與圖2中乙相同,則由此可以判斷乙病的遺傳方式是___________,9號個體的基因型是___________。
(3)若Ⅱ8進行核酸分子雜交診斷,其電泳結果與乙相同。則Ⅲ9和Ⅲ12結婚,生育的子女患病的概率為___________。
(4)目前已發現的人類遺傳病有數千種,其中的多基因遺傳病常表現出___________等特點。
答案:
(1)代代相傳(發病率高) 3/4
(2)常染色體隱性 aaBB或aaBb
(3)25/36
(4)易受環境因素的影響,群體中的發病率比較高,家旗聚集現象(答對其中兩點得1分)
解釋:
正常基因有3個某限制酶切點,經酶切後產生兩個DNA片段,突變基因只有兩個某限制酶切點,經酶切後產生一個DNA片段。
甲電泳後有三種DNA片段,說明甲代表雜合子;乙電泳後有兩中DNA片段,說明乙代表正常基因的純合子;丙電泳後只有一種DNA片段,說明丙代表突變基因的純合子。
例七:
如圖為DNA測序儀顯示的某真核生物DNA片段一條鏈的鹼基排列順序圖片,其中圖甲的鹼基序列已經解讀,其順序是: GGTTATGCGT。圖乙的鹼基序列為:( )
A.GGTTATGCGT B.CCAATACGCA C.GATGCGTTCG D.GCTTGCGTAG
答案:C
生物100——有態度的生物學生物100(ID:bio1297)原創文章,轉載請註明出處。