«Рекомбинантная ДНК»: тест по биологии для 9–11 классов с разбором ответов

От понятия к сборке молекулы и проверке конструкции

Рекомбинантная ДНК — это молекула, составленная из фрагментов, соединённых лабораторными методами в новой комбинации. В школьной задаче важно различать саму рекомбинантную молекулу, вектор, вставку, ферменты сборки и клетку-хозяина. Таблица ниже задаёт ориентиры, а вопросы постепенно переходят от узнавания терминов к анализу схем и результатов.

Содержание статьи8 разделов

Справочная таблица: понятие → признак → функция

Понятие Признак Функция в задаче
Вектор ДНК-носитель, часто плазмида Переносит вставку и помогает её копировать или экспрессировать
Вставка Выбранный фрагмент ДНК Содержит исследуемую последовательность
Рестриктаза Узнаёт определённые сайты Создаёт разрезы ДНК
ДНК-лигаза Соединяет концы ДНК Закрывает разрыв сахарофосфатного остова
Маркер отбора Даёт проверяемый признак Помогает выделить клетки с вектором
Origin Участок начала репликации Позволяет вектору копироваться в совместимом хозяине

Основной тест

Выберите один ответ в каждом задании. После нажатия «Проверить результат» появятся отметка «верно/неверно», правильный вариант и пояснение к каждому вопросу.

1 Что точнее всего называют рекомбинантной ДНК?

2 Какую роль чаще всего выполняет плазмида в классическом молекулярном клонировании?

3 Что является «вставкой» в рекомбинантной плазмиде?

4 Почему рестриктаза полезна при классической сборке рекомбинантной ДНК?

5 Какова функция ДНК-лигазы при сборке конструкции?

6 Что означает выражение «совместимые липкие концы»?

7 Зачем вектору origin of replication?

8 Что лучше описывает назначение маркера отбора?

9 Как называется введение плазмидной ДНК в бактериальную клетку в типичном учебном опыте?

10 Почему выросшая на селективной среде колония ещё не обязательно содержит нужную вставку?

11 Какой подход лучше всего отличает «отбор» от «скрининга»?

12 Что может быть клеткой-хозяином для рекомбинантной плазмиды в типичном школьном примере?

13 Если один и тот же рестрикционный фермент разрезал вектор и вставку, зачем это может быть удобно?

14 Почему использование двух разных рестриктаз на концах вставки может помочь направленному клонированию?

15 Зачем при клонировании эукариотического кодирующего гена для бактерий часто используют кДНК?

16 На карте плазмиды показаны один origin, маркер устойчивости и единственный сайт рестрикции внутри участка клонирования. Что даёт такая карта?

17 Какой контроль полезен, чтобы оценить, не возникли ли колонии из-за ошибки селекции?

18 Колония дала PCR-продукт ожидаемого размера. Что этот факт подтверждает лучше всего?

19 Что отличает экспрессионный вектор от вектора, предназначенного только для размножения вставки?

20 Какой метод наиболее непосредственно проверяет точную нуклеотидную последовательность вставки?

Результат появится после проверки.
Как использовать результат: 16–20 правильных: хорошо различаете элементы рекомбинантной системы; 11–15: повторите функции вектора, ферментов и контроля; 0–10: начните с таблицы и восстановите порядок «разрез → соединение → перенос → отбор → проверка».

Три вопроса для устного самоконтроля

  1. Почему «рекомбинантная ДНК» и «генетически модифицированный организм» — не синонимы?
  2. Как по эксперименту отличить селекцию клеток с вектором от подтверждения конкретной вставки?
  3. Почему карта плазмиды полезна ещё до проведения опыта?

Открытые мини-задания без автоматического балла

1. Нарисуйте словесную схему «вектор + вставка → рекомбинантная молекула → клетка-хозяин → проверка».

Критерий хорошего ответа: В ответе должны быть разделены этап сборки молекулы, попадание в клетку и подтверждение результата.

2. Объясните, зачем вектору одновременно могут быть нужны origin и маркер отбора.

Критерий хорошего ответа: Нужно указать разные функции: копирование вектора и выделение клеток, которые его получили.

3. Почему совпадение ожидаемого размера PCR-продукта — сильное, но не всегда окончательное подтверждение последовательности?

Критерий хорошего ответа: Хороший ответ отмечает, что размер не раскрывает каждый нуклеотид; для окончательной проверки последовательности применяют секвенирование.

Что повторить по ошибкам

  • Ошибки 1–6: вектор, вставка, ферменты
  • Ошибки 7–14: поддержание вектора и отбор
  • Ошибки 15–20: карта конструкции и подтверждение

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)
  1. C. Молекулу ДНК, собранную из фрагментов в новой комбинации
    Рекомбинантная ДНК в биотехнологическом контексте создаётся путём соединения выбранных фрагментов ДНК лабораторными методами. Обычная репликация или мейоз сами по себе не соответствуют этому определению.
  2. A. Служит вектором для вставки и переноса фрагмента ДНК
    Плазмида — небольшая ДНК-молекула, способная быть вектором, если имеет необходимые элементы для поддержания в хозяине. Она не является ферментом и не заменяет живую клетку, в которой копируется.
  3. D. Фрагмент ДНК, который намеренно включают в вектор
    Вставка — выбранная последовательность ДНК, которую соединяют с вектором. Её функция зависит от цели опыта: это может быть ген, регуляторная область или другой исследуемый фрагмент.
  4. B. Она может разрезать ДНК в определённых сайтах и создавать заданные концы
    Рестриктазы распознают специфические последовательности и делают разрезы ДНК. Это позволяет получать предсказуемые фрагменты и, при подходящей стратегии, совместимые концы для последующего лигирования.
  5. C. Соединить концы ДНК, формируя непрерывный остов
    Лигаза катализирует образование фосфодиэфирных связей между соседними концами ДНК. Она закрепляет соединение, которое было подготовлено разрезанием и совместимостью концов.
  6. A. Концы с участками, способными комплементарно спариваться
    Липкие концы содержат одноцепочечные выступы, которые могут спариваться с комплементарными последовательностями. Такое спаривание удерживает фрагменты рядом и облегчает их последующее соединение лигазой.
  7. D. Чтобы реплицироваться в подходящей клетке-хозяине
    Origin — участок, с которого начинается репликация плазмиды в совместимом хозяине. Если этот элемент не распознаётся клеточной системой, вектор не будет нормально поддерживаться как автономная молекула.
  8. B. Он помогает выделить клетки, получившие вектор
    Маркер отбора создаёт признак, по которому можно оставить клетки с вектором и убрать большинство клеток без него. После этого всё равно нужна проверка конкретной вставки и её структуры.
  9. A. Трансформация
    Трансформация — получение клеткой внешней ДНК, например плазмиды. Трансляция — синтез белка, сплайсинг — обработка РНК, а кроссинговер происходит при мейозе.
  10. B. Потому что устойчивость может подтверждать наличие вектора, но не структуру вставки
    Селекция отвечает на вопрос, прошла ли клетка условие отбора, часто связанное с маркером вектора. Она не сообщает, вставился ли нужный фрагмент, в каком направлении и без ошибок.
  11. D. Отбор уменьшает число кандидатов, а скрининг ищет среди них нужную конструкцию
    После отбора остаются клетки, соответствующие общему критерию, например устойчивые к антибиотику. Скрининг затем проверяет конкретный признак конструкции: наличие вставки, её размер или последовательность.
  12. A. Бактериальная клетка, способная поддерживать выбранный вектор
    Клетка-хозяин обеспечивает биологическую среду, где вектор копируется и иногда экспрессирует вставку. Материалы электрофореза и химические вещества не выполняют эту клеточную функцию.
  13. B. Он часто создаёт совместимые концы, облегчающие сборку
    Разрез одним ферментом может дать комплементарные липкие концы на векторе и вставке, что способствует их спариванию. Однако это не обязательно задаёт ориентацию вставки и не отменяет необходимость лигазы.
  14. C. Разные несовместимые концы могут задавать преимущественную ориентацию вставки
    Если два конца вставки и вектора различаются и совместимы только с соответствующими партнёрами, число возможных ориентаций уменьшается. Это пример того, как дизайн концов молекулы влияет на структуру продукта.
  15. A. Чтобы получить последовательность, соответствующую зрелой мРНК без интронов
    КДНК синтезируют по зрелой мРНК, уже прошедшей сплайсинг. Поэтому она удобна для бактерий, которые не выполняют эукариотический сплайсинг таким же образом.
  16. B. Информацию о расположении функциональных элементов и мест возможных разрезов
    Карта плазмиды показывает расположение ключевых участков и помогает планировать сборку и проверку конструкции. Она не заменяет эксперимент и не гарантирует экспрессию вставки.
  17. C. Контрольные клетки без плазмиды на той же селективной среде
    Клетки без плазмиды должны не проходить условия отбора, если система работает как задумано. Если они растут, селективность среды или постановка опыта требуют пересмотра.
  18. A. Что в образце есть участок, соответствующий расположению праймеров и ожидаемой длине
    Ожидаемая PCR-полоса поддерживает вывод о наличии нужного участка между праймерами. Но одинаковый размер не гарантирует идентичность всей последовательности, поэтому при необходимости конструкцию подтверждают секвенированием.
  19. B. Экспрессионный вектор обычно содержит регуляторные элементы для транскрипции/экспрессии вставки
    Если цель — получить продукт гена, вектор должен иметь элементы, которые клетка-хозяин использует для экспрессии, например подходящий промотор. Для простого копирования фрагмента требования к регуляции могут быть другими.
  20. D. Секвенирование ДНК
    Секвенирование даёт информацию о порядке нуклеотидов и позволяет выявить точечные ошибки или неожиданные изменения. PCR и гель чаще подтверждают наличие и примерный размер, но не каждую позицию последовательности.
Поделиться

Сохраните материал или отправьте тому, кому он пригодится.

Telegram WhatsApp VK OK

Поставить оценку

Была ли статья полезной и понятной?

Пока нет оценок — будьте первым