Question

【題目】如圖為三種質(zhì)粒和一個含目的基因的DNA片段，其中ApR為氨芐青霉素抗性基因，TcR為四環(huán)素抗性基因，lacZ為藍(lán)色顯色基因，EcoR Ⅰ(0.7 kb)、Pvu Ⅰ(0.8 kb)等為限制酶切割位點(diǎn)，括號內(nèi)的數(shù)據(jù)是該切點(diǎn)與復(fù)制原點(diǎn)的距離。已知1 kb＝1 000個堿基對，請回答下列問題：

(1)片段D為目的基因中的某一片段，則下列酶能形成或斷裂圖中②所示化學(xué)鍵的有_________(多選填字母)。

a、限制性核酸內(nèi)切酶 b、DNA連接酶 c、Taq酶 d、解旋酶 e、DNA水解酶

(2)若想獲得大量的目的基因，可采用________法進(jìn)行擴(kuò)增，含目的基因的DNA片段共經(jīng)過______次循環(huán)后剛好能形成等長的目的基因片段，復(fù)制n次需要提供特異性引物對______對。

(3)圖中作為目的基因運(yùn)載體最理想的質(zhì)粒是________(填“A”“B”或“C”)，請據(jù)圖分析，其他兩種質(zhì)粒一般不能作為運(yùn)載體的理由分別是________________________________

(4)用EcoR Ⅰ全酶切目的基因和質(zhì)粒B形成的重組質(zhì)粒，并進(jìn)行電泳觀察，可出現(xiàn)長度分別為1.1 kb和______kb的兩個片段，或者長度分別為_________的兩個片段(重組質(zhì)粒上目的基因的插入位點(diǎn)與EcoR I的識別位點(diǎn)之間的堿基對忽略不計(jì))。

(5)將分別用限制酶Pvu Ⅰ切開的質(zhì)粒B溶液與目的基因溶液混合，加入DNA連接酶后，進(jìn)行大腸桿菌受體細(xì)胞導(dǎo)入操作，則受體細(xì)胞的類型（對抗生素表現(xiàn)出抗性R或敏感性S，藍(lán)白代表菌落顏色）包含________(多選填字母)。

A．ApR、藍(lán)色　　　B．ApR、白色 C．ApS、藍(lán)色 D．ApS、白色

Answer 1

【答案】abce PCR 3 2n-1 B 質(zhì)粒A不含有標(biāo)記基因；質(zhì)粒C在用和目的基因相同的限制酶切割時，復(fù)制原點(diǎn)會被破壞，使該質(zhì)粒無法進(jìn)行復(fù)制 5.6 3.6 kb和3.1 kb ABD

【解析】

基因工程的工具：限制酶、DNA連接酶、運(yùn)載體。

基因工程的操作步驟：目的基因的獲取、構(gòu)建基因表達(dá)載體、把目的基因?qū)�入受體細(xì)胞、目的基因的檢測和鑒定。

含ApR、TcR的細(xì)胞表達(dá)后對氨芐青霉素、四環(huán)素存在抗性；lacZ為藍(lán)色顯色基因，故含有完整lacZ的細(xì)胞會顯示藍(lán)色，不含lacZ的細(xì)胞會顯示白色。

D中①氫鍵、②磷酸二酯鍵。

(1)限制性核酸內(nèi)切酶和DNA水解酶破壞②磷酸二酯鍵；DNA連接酶、Taq酶催化②磷酸二酯鍵的形成；解旋酶會破壞①氫鍵。故選abce。

(2)若想獲得大量的目的基因，可采用PCR進(jìn)行擴(kuò)增，該過程需要耐高溫的DNA聚合酶參與，需要2種引物，含目的基因的DNA片段共經(jīng)過3次循環(huán)后才能形成等長的目的基因片段，每條新的子鏈延伸均需引物，故復(fù)制n次需要提供特異性引物對為：（2n+1-2）÷2=2n-1對。

(3)圖中質(zhì)粒A不含有標(biāo)記基因；質(zhì)粒C在用和目的基因相同的限制酶切割時，復(fù)制原點(diǎn)會被破壞，使該質(zhì)粒無法進(jìn)行復(fù)制，故不適合作為基因工程的運(yùn)載體，作為目的基因運(yùn)載體最理想的質(zhì)粒是B，目的基因插入后不會破壞復(fù)制原點(diǎn)和ApR。

(4)由圖可知，目的基因和質(zhì)粒B只能用限制酶PvuⅠ進(jìn)行切割，切割后目的基因的長度為4kb，其中含有的EcoR I的識別位點(diǎn)距離兩端的PvuⅠ切點(diǎn)的距離分別是1kb或3kb；質(zhì)粒上的PvuⅠ切點(diǎn)距離EcoR I的識別位點(diǎn)的最短距離是0.1kb，目的基因和質(zhì)粒進(jìn)行連接時可能正向連接或反向連接，故用EcoR Ⅰ全酶切目的基因和質(zhì)粒B形成的重組質(zhì)粒，并進(jìn)行電泳觀察，會出現(xiàn)長度分別為1.1 kb和5.6kb的兩個片段，或者長度分別為3.6 kb和3.1 kb的兩個片段。

(5)將分別用限制酶Pvu Ⅰ切開的質(zhì)粒B溶液與目的基因溶液混合，加入DNA連接酶后，進(jìn)行大腸桿菌受體細(xì)胞導(dǎo)入操作，則受體細(xì)胞的類型有未轉(zhuǎn)化的細(xì)胞，不含ApR、lacZ，顯示白色，ApS；轉(zhuǎn)化的細(xì)胞有：只含目的基因的細(xì)胞，不含ApR、lacZ，顯示白色，ApS；只含質(zhì)粒B的細(xì)胞，含ApR、lacZ，顯示藍(lán)色，對氨芐青霉素有抗性；含重組質(zhì)粒的細(xì)胞，含ApR、不含lacZ，表現(xiàn)為ApR、白色。故選ABD。