Тест по теме «Генная инженерия» с ответами и объяснениями: 22 вопроса
Генная инженерия — это не просто «перенос одного гена». В современной биологии к ней относят лабораторные способы целенаправленно изменять ДНК: добавлять, удалять или заменять участки, собирать рекомбинантные конструкции и проверять, как изменение влияет на клетку или организм. В этом тесте важно не угадывать название метода, а прослеживать цепочку «цель → действие с ДНК → контроль результата».
Содержание статьи13 разделов
Диагностическая ситуация
Ученик утверждает: «Если в клетку попал новый фрагмент ДНК, значит нужный признак обязательно проявится». Это распространённое заблуждение. Для проявления признака важно не только наличие последовательности, но и её корректное включение или поддержание, регуляторные элементы, работа транскрипции и трансляции, а также проверка того, что изменение действительно произошло там, где планировалось.
Мини-опора: 6 фактов перед тестом
1. Генетическая инженерия целенаправленно изменяет ДНК лабораторными методами.
2. Вектор переносит нужную последовательность в клетку и часто обеспечивает её копирование или экспрессию.
3. Рестриктазы узнают определённые последовательности и разрезают ДНК; лигаза соединяет фрагменты.
4. Для экспрессии гена важны регуляторные элементы, например подходящий промотор.
5. Селекция помогает отобрать клетки, получившие конструкцию, а скрининг — отличить нужный вариант от ненужного.
6. Любой вывод о результате требует контроля: одного факта «клетки выросли» обычно недостаточно.
Основной тест
Выберите один ответ в каждом задании. После нажатия «Проверить результат» появятся отметка «верно/неверно», правильный вариант и пояснение к каждому вопросу.
Типичные ошибки после проверки
«Вектор = фермент»
Вектор — это молекула-носитель, например плазмида. Ферменты выполняют химические операции с ДНК: разрезают, соединяют или копируют её.
«Отбор доказал наличие нужной вставки»
Маркер отбора часто показывает лишь то, что клетка получила вектор. Нужную вставку и её ориентацию подтверждают дополнительными методами.
«Любой внесённый ген сразу работает»
Экспрессия зависит от регуляторных последовательностей и клеточного контекста. Наличие ДНК и работа гена — разные утверждения.
«Генная инженерия всегда означает перенос гена другого вида»
Изменение может быть гораздо меньше: замена одного нуклеотида, удаление участка или редактирование регуляторной области.
Открытые мини-задания без автоматического балла
1. Объясните, почему после отбора устойчивых колоний всё равно нужен скрининг вставки.
Критерий хорошего ответа: Хороший ответ различает селекцию и проверку конкретной конструкции и называет хотя бы один способ подтверждения: PCR, анализ размера фрагмента, секвенирование.
2. Составьте цепочку действий для проверки гипотезы «вставленный ген экспрессируется».
Критерий хорошего ответа: Нужно разделить подтверждение ДНК-конструкции и проверку продукта гена; логика должна идти от генотипа к экспрессии, а не наоборот.
3. Почему одинаковая кодирующая последовательность может экспрессироваться по-разному в двух клетках?
Критерий хорошего ответа: Укажите роль регуляторных элементов, доступности факторов транскрипции и клеточного контекста.
Что повторить по ошибкам
- Ошибки 1–5: определения и инструменты
- Ошибки 6–14: перенос, селекция, экспрессия
- Ошибки 15–22: дизайн опыта и доказательность
Возвращайтесь не только к термину, но и к причинной связи: что делает компонент, какой результат ожидается и какой контроль позволяет отличить правильное объяснение от случайного совпадения.
Ключ и объяснения (статический резерв)
- B. Целенаправленное изменение ДНК лабораторными методами
Генная инженерия предполагает намеренное изменение генетического материала с помощью лабораторных технологий. Скрещивание и культивирование могут использоваться рядом с ней, но сами по себе не являются определением генной инженерии. - D. Молекулу-носитель, переносящую вставку в клетку
Вектор — это ДНК-молекула-носитель, часто плазмида или вирусный вектор, которая доставляет нужную последовательность. Ферменты могут помогать собирать конструкцию, но не выполняют роль носителя. - A. Разрезать ДНК в определённых последовательностях
Рестрикционные эндонуклеазы узнают определённые последовательности ДНК и разрезают её в этих местах. Соединение фрагментов выполняет ДНК-лигаза, а разделение по размеру — электрофорез. - C. ДНК-лигаза
ДНК-лигаза соединяет соседние концы ДНК, восстанавливая непрерывность сахарофосфатного остова. Рестриктаза, напротив, создаёт разрывы, поэтому эти ферменты выполняют разные этапы работы. - A. Промотор служит местом начала транскрипции и помогает клетке «прочитать» ген
Промотор — регуляторная область, с которой начинается транскрипция при участии РНК-полимеразы и других факторов. Поэтому наличие гена без подходящей регуляции ещё не гарантирует его экспрессию. - B. Клетки в колониях, вероятно, получили маркер устойчивости, связанный с вектором
Рост на селективной среде подтверждает наличие признака, по которому проводился отбор, например маркера устойчивости. Он не доказывает автоматически правильность вставки, её ориентацию или экспрессию. - D. Получение PCR-продукта ожидаемого размера с подходящими контролями
PCR с праймерами к нужному участку может показать наличие ожидаемой последовательности, особенно если результат сопоставлен с положительным и отрицательным контролями. Один лишь рост клеток или факт наличия плазмиды не говорит, какая именно вставка в ней находится. - C. Селекция отбирает клетки по заданному признаку, скрининг выявляет среди них нужную конструкцию
Селекция уменьшает число кандидатов: например, оставляет клетки с вектором благодаря маркеру устойчивости. Скрининг затем различает варианты внутри отобранной группы и помогает найти именно нужную вставку. - A. Организм, в геном которого искусственно внесена чужеродная последовательность ДНК
Трансгенным называют организм или клетку, геном которых искусственно изменён внесением одной или нескольких чужеродных последовательностей. Не всякая генетически модифицированная система обязательно трансгенна: изменение может быть сделано и без добавления ДНК другого вида. - D. Потому что кДНК соответствует уже сплайсированной мРНК и не содержит интронов этой транскрипционной единицы
Бактерии не выполняют сплайсинг эукариотической пре-мРНК так, как это делают эукариотические клетки. КДНК, синтезированная по зрелой мРНК, содержит последовательность экзонов без интронов и поэтому удобна для многих систем экспрессии. - A. Чтобы вектор мог копироваться в подходящей клетке-хозяине
Участок начала репликации позволяет клеточной системе копировать плазмиду. Без совместимого origin of replication плазмида обычно не сможет устойчиво поддерживаться как автономная молекула в выбранном хозяине. - B. Замена одного нуклеотида в заданном участке ДНК
Современная генная инженерия включает точечные изменения: замену оснований, небольшие делеции и другие целенаправленные редактирования. Перенос гена между видами — лишь один из возможных вариантов. - C. Он помогает заметить сигнал, возникший из-за загрязнения или неспецифической реакции
В отрицательном контроле целевого шаблона быть не должно. Если там появляется продукт, это предупреждает о контаминации или иной проблеме, поэтому вывод по экспериментальным образцам требует осторожности. - B. Наличие — это присутствие последовательности ДНК; экспрессия — получение РНК и/или функционального продукта гена
Последовательность может физически присутствовать, но быть неактивной или плохо транскрибироваться. Поэтому подтверждение ДНК-конструкции и измерение РНК/белка отвечают на разные экспериментальные вопросы. - C. Плазмида с подходящим промотором с большей вероятностью обеспечит транскрипцию гена
Подходящий промотор повышает вероятность того, что транскрипционный аппарат хозяина начнёт синтез РНК с нужного гена. Само наличие кодирующей области не заменяет регуляцию. - A. Эффективное направленное соединение именно этих концов будет затруднено
Комплементарность липких концов облегчает их спаривание перед лигированием. Если концы несовместимы, простое смешивание с лигазой не создаёт нужного соединения с той же эффективностью; требуется изменить стратегию сборки. - B. Направить нуклеазу к комплементарной последовательности-мишени
Направляющая РНК содержит участок, комплементарный целевой последовательности, и тем самым задаёт адрес для комплекса Cas. Разрез ДНК выполняет белок-нуклеаза, а последующий результат зависит от клеточного ремонта и конструкции эксперимента. - D. Чтобы убедиться, что вывод связан с нужным изменением, а не с нежелательными изменениями в других местах
Специфичность метода высока, но экспериментальный контроль нужен для оценки нежелательных изменений. Если дополнительное изменение затронуло важный ген, оно может исказить связь между запланированной модификацией и наблюдаемым признаком. - B. Есть модифицированная и контрольная группы, подтверждён генотип и воспроизводимо различается измеряемый признак
Причинный вывод требует сравнения с контролем и подтверждения того, что модификация действительно присутствует. Повторяемое изменение фенотипа при проверенном генотипе гораздо убедительнее одиночного наблюдения. - C. Целенаправленное выключение или нарушение функции определённого гена
Нокаут создают, чтобы резко снизить или устранить функцию выбранного гена и изучить последствия. Это не означает обязательного удаления всей хромосомы или простого изменения окраски клетки. - D. Отбор по устойчивости выделил кандидатов, а скрининг показал нужный размер продукта у 42 колоний
Устойчивость сообщает, что клетки прошли селекцию по маркеру, но не подтверждает структуру вставки. PCR разделил отобранные колонии на те, где обнаружен ожидаемый участок, и остальные, поэтому эти этапы нельзя смешивать. - A. Признак может зависеть от среды и других генов, поэтому нужно подтвердить саму модификацию и использовать контролируемое сравнение
Фенотип формируется взаимодействием генотипа и условий среды, а одинаковое внешнее изменение может иметь разные причины. Поэтому корректный эксперимент связывает наблюдаемый эффект с подтверждённой модификацией и сравнением с контролем.
Сохраните материал или отправьте тому, кому он пригодится.