Question

10．mtDNA是存在于人類細(xì)胞線粒體中雙鏈閉合環(huán)狀的DNA分子，具有自我復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和控制合成蛋白質(zhì)的功能．mtDNA的類型具有明顯的種族特異性．若用兩種識(shí)別切割序列完全不同的限制酶M和N切割某人的mtDNA，通過凝膠電泳分離分析得下表．限制酶M和N的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)如圖1所示．

凝膠電泳結(jié)果 （1kb=1000對(duì)堿基）（+表示該片段的存在以及含量）
分子量（kb）	酶M	酶N	酶M+酶N
1.0	+		+
2.0			+
3.0			+
4.0			+
5.0	+
6.0			+
7.0		+
9.0		+
10.0	+

（1）該mtDNA的長度為16kb．在該DNA分子中，M酶與N酶的切割位點(diǎn)分別有3個(gè)和2個(gè)．
（2）M酶與N酶切出的能相互粘連的末端能在DNA連接酶酶的作用下相互連接，請(qǐng)將連接的結(jié)果表示出來．連接后的序列是否可以用M酶、N酶進(jìn)行切割：否，理由：連接后的序列不是M酶和N酶所能識(shí)別的特定的堿基序列．
圖2為真核細(xì)胞的某基因的結(jié)構(gòu)圖以及限制酶M和N的切割位點(diǎn)．
（3）現(xiàn)用圖2中基因作為目的基因，若采用直接從供體細(xì)胞中分離，可選用N酶來切割．
（4）已知Ⅱ區(qū)的堿基數(shù)是2000個(gè)，其中陰影區(qū)域堿基數(shù)是800個(gè)，空白區(qū)域中G和C的總數(shù)共有400個(gè)，則由該區(qū)轉(zhuǎn)錄的mRNA中A和U總數(shù)是400．

Answer 1

分析 分析表格和審清題意是解答本題的切入點(diǎn)．題干中提出，mtDNA是存在于人類細(xì)胞線粒體中雙鏈閉合環(huán)狀的DNA分子，因此限制酶在切割時(shí)，用酶M得到3個(gè)片段，則有3個(gè)切點(diǎn)，用酶N得到2個(gè)片段，則有2個(gè)切點(diǎn)．圖1中可以看出，兩種限制酶切割形成的黏性末端相同，因此可以在DNA連接酶的作用下相互連接．由于酶的專一性，連接后不能再用M酶、N酶進(jìn)行切割，因?yàn)檫B接后的序列不是M酶和N酶所能識(shí)別的特定的堿基序列．

解答 解：（1）由于ctDNA為環(huán)狀DNA，用酶M得到3個(gè)片段，則有3個(gè)切點(diǎn)，用酶N得到2個(gè)片段，則有2個(gè)切點(diǎn)．長度分別為7和9，則該mtDNA的長度為16Kb．
（2）M酶和N酶切割能得到相同的黏性末端，可以用DNA連接酶催化連接．當(dāng)連接后，沒有了兩種酶的識(shí)別序列，因此兩種酶不能再切割了．
（3）從供體細(xì)胞中獲得目的基因最常用的方法是一定的限制酶切割．如果選用酶M切割，將會(huì)將能指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的片段破壞掉，故應(yīng)選用酶N來切割．
（4）Ⅱ區(qū)的堿基數(shù)減去陰影部分得到空白區(qū)的堿基數(shù)為1200個(gè)，該區(qū)段能指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，其中C和G占400個(gè)，則A和T點(diǎn)800個(gè)，每條鏈有400個(gè)，因此轉(zhuǎn)錄得到的RNA中有A和U為400個(gè)．
故答案為：
（1）16kb   3   2
（2）DNA連接酶    否，連接后的序列不是M酶和N酶所能識(shí)別的特定的堿基序列
（3）N
（4）400

點(diǎn)評(píng) 本題考查了基因工程、基因結(jié)構(gòu)的知識(shí)，意在考查學(xué)生對(duì)能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論．考查學(xué)生分析圖表的能力．