基因工程电泳图看不懂怎么办(从此不再愁)
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在学习基因工程时,经常会遇到这类题目,如下:
例一:
现有一长度为3000碱基对(bp)的线性DNA分子,用限制性核酸内切酶酶切后,进行凝胶电泳,使降解产物分开。用酶H单独酶切,结果如图l。用酶B单独酶切,结果如图2。用酶H和酶B同时酶切,结果如图3。该DNA分子的结构及其酶切图谱是 ( )
很多同学表示做这个题目时,看不懂图123,明明是三段为什么说酶H只有一个切点?明明2000bp大些为什么那么短?难道有什么玄机吗?实际上要看懂这个图需要学习下电泳。
琼脂糖凝胶电泳
电泳(electrophoresis)是带电物质在电场中向着与其电荷相反的电极移动的现象。各种生物大分子在一定的pH条件下,可以解离成带电荷的离子,在电场中会向相反的电极移动。在分析核酸、蛋白质等生物大分子时,电泳是一个非常有效的手段。含有电解液的凝胶在电场中,其中的电离子会发生移动,此时移动的速度可因电离子大小、形态及电荷量的不同而有差异。利用移动速度差异,就可以区别各种大小不同的分子。
琼脂糖凝胶电泳是分子生物学实验室中分离鉴定核酸的常规方法。核酸是两性电解质,其等电点为pH2-2.5,在常规的电泳缓冲液中(pH约8.5),核酸分子带负电荷,在电场中向正极移动。线状双链DNA分子在一定浓度琼脂糖凝胶中的迁移速率与DNA分子量对数成反比,分子越大则所受阻力越大,也越难于在凝胶孔隙中移动,因而迁移得越慢。
下面看小编的实验:
点样孔在负极(黑色的),点样,通电,DNA往正极(红色的)跑。跑胶开始,出现了一条带↑DNA带负电,往正极跑。(从左向右)
出现两条带了,由于有两种染色剂,染色剂可以直观看出对应大小的DNA所跑的位置.(指示剂不是给DNA染色,只是和相应的DNA大小相同,所以可以显示出相当于DNA跑的位置,因为DNA在自然光下看不见)↑
DNA在紫外光下呈现出亮光。结果:从下往上第一条带是无DNA的空带,所以无荧光,第6和第7条带是小编的实验结果,2.3季4.5徐8.9.10.蒋11(最后)标准。很不错。↑
例一解释:
下面咱们来解释下例一的图123:
从上面的分析很容知道这个图的2000bp和1000bp指的是2000bp和1000bp大小的DNA所在的位置,由于分子越大跑的越慢,所以图示点样孔应在图的上侧,即负极在上侧,DNA从上侧往下侧跑。由图1可知H酶将3000bp的线性DNA切成两段,即一个切点,由图2可知B酶将3000bp的线性DNA切成三段,即由两个切点。由图3可知,用酶H和1酶B同时酶切,结果得400bp、600bp、1400bp三种大小的DNA片段,400+600+1400=2400bp,而该DNA分子有3000bp,所以可以断定还有一个600bp的DNA片段。(因为相同大小的DNA所跑的位置一样,所以两段600bp的DNA在相同的位置)
再与选项对比,只有A符合题意。
在看几个题:
例二:
在DNA 测序工作中,需要将某些限制性内切酶的限制位点在 DNA上定位,使其成为 DNA 分子中的物理参照点。这项工作叫做“限制酶图谱的构建”。假设有以下一项实验:用限制酶 HindⅢ,BamHⅠ和二者的混合物分别降解一个 4kb(1kb即1千个碱基对)大小的线性DNA 分子,降解产物分别进行凝胶电泳,在电场的作用下,降解产物分开,如下图所示。
据此构建这两种限制性内切酶在该DNA分子上的“限制酶图谱”如乙图,请判断正确的标示是( )
A. 2.8 B. Hind Ⅲ C. 0.3 D. BamHⅠ
答案:C
例三:
现有一长度为1000碱基对(bp)的DNA分子,用限制性核酸内切酶EcoRI酶切后得到的DNA分子仍是1000bp,用KpnI单独酶切得到400bp和600bp两种长度的DNA分子,用EcoRI、KpnI同时酶切后得到200 bp和600 bp两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是的( )
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质粒,便于重组和筛选。已知限制酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC— ,限制酶II的识别序列和切点是—↓GATC—。根据图示判断下列操作正确的是( )
A.质粒用限制酶Ⅰ切割,目的基因用限制酶Ⅱ切割
B.质粒用限制酶Ⅱ切割,目的基因用限制酶Ⅰ切割
C.目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割
D.目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割
答案:A
另一类似的题目:
例五:
细菌蛋白质在极端环境条件下可通过肽链之间的二硫键维持稳定。已知不同的多肽产物可因分子量不同而以电泳方式分离。下列左图是一个分析细菌蛋白的电泳结果图,“-”代表没加还原剂,“+”代表加有还原剂,还原剂可打断二硫键,“M”代表已知分子量的蛋白质,右侧数字代表蛋白质或多肽的相对分子量。根据左侧结果,下列哪个图案最能代表该细菌原本的多肽结构(注意:“一”代表二硫键)( )
解析:本题是有关多肽结构的判断。从左图可以看出该多肽的分子量大约是130,打断二硫键后的片段中,较小的片段分子量大约是30,较大的片段分子量大约是70。由此可以判断打断二硫键后的片段中有两个较小的片段、一个较大的片段(分子大小相同的分子电泳时跑在相同的位置),所以选项B是正确的。
答案:B
来个与遗传结合的:
例六:
下图1是某家族中甲病(显性基因为A,隐性基因为a)和乙病(显性基因为B,隐性基因为b)两种遗传病的系谱图。控制甲乙两种遗传病的基因分别位于两对同源染色体上。经DNA分子结构分析,发现乙病基因与其相对应的正常基因相比,乙病基因缺失了某限制酶的切点。图2表示甲、乙、丙3人的乙病基因或相对应正常基因的核酸分子杂交诊断结果示意图。据图回答下列问题。
(1)从系谱图上可以看出甲病的遗传特点是___________;若Ⅱ7和Ⅱ8再生一个患甲病子女的概率为_____________。
(2)已知对Ⅱ3和Ⅲ13进行核酸分子杂交诊断,Ⅱ3电泳结果与图2中甲相同,Ⅲ13电泳结果与图2中乙相同,则由此可以判断乙病的遗传方式是___________,9号个体的基因型是___________。
(3)若Ⅱ8进行核酸分子杂交诊断,其电泳结果与乙相同。则Ⅲ9和Ⅲ12结婚,生育的子女患病的概率为___________。
(4)目前已发现的人类遗传病有数千种,其中的多基因遗传病常表现出___________等特点。
答案:
(1)代代相传(发病率高) 3/4
(2)常染色体隐性 aaBB或aaBb
(3)25/36
(4)易受环境因素的影响,群体中的发病率比较高,家旗聚集现象(答对其中两点得1分)
解释:
正常基因有3个某限制酶切点,经酶切后产生两个DNA片段,突变基因只有两个某限制酶切点,经酶切后产生一个DNA片段。
甲电泳后有三种DNA片段,说明甲代表杂合子;乙电泳后有两中DNA片段,说明乙代表正常基因的纯合子;丙电泳后只有一种DNA片段,说明丙代表突变基因的纯合子。
例七:
如图为DNA测序仪显示的某真核生物DNA片段一条链的碱基排列顺序图片,其中图甲的碱基序列已经解读,其顺序是: GGTTATGCGT。图乙的碱基序列为:( )
A.GGTTATGCGT B.CCAATACGCA C.GATGCGTTCG D.GCTTGCGTAG
答案:C
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