Question

圖1表示某細(xì)菌的質(zhì)粒中相關(guān)限制酶的切割位點(diǎn)，圖2表示目的基因所在的DNA中相關(guān)限制酶的切割位點(diǎn)．請(qǐng)分析并回答下列問題：

（1）用SmaⅠ限制酶處理圖1所示的一個(gè)質(zhì)粒會(huì)得到

 

種DNA片段，會(huì)增加

 

個(gè)游離的磷酸基團(tuán)．
（2）在實(shí)際操作中，最好選用

 

 （填限制酶名稱）同時(shí)切割質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA，其優(yōu)點(diǎn)是能避免目的基因和質(zhì)粒在酶切后產(chǎn)生的片段發(fā)生自身環(huán)化或任意連接，以及便于篩選需要．一個(gè)目的基因通過PCR技術(shù)擴(kuò)增第n次，需要

 

個(gè)引物．
（3）為了篩選獲得含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌，實(shí)驗(yàn)人員首先將經(jīng)轉(zhuǎn)化處理過的大腸桿菌接種在含

 

 （抗生素）的培養(yǎng)基甲（圖3）中，然后用影印法將該培養(yǎng)基上的菌落按原來的方向印在含

 

 （抗生素）培養(yǎng)基乙上，以篩選獲得含重組質(zhì)粒的細(xì)菌．含重組質(zhì)粒的大腸桿菌在兩種培養(yǎng)基的生長情況是

 

．
（4）經(jīng)檢測(cè)：在上述導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌菌株中，目的基因正常轉(zhuǎn)錄形成了mRNA，但其所控制合成的蛋白質(zhì)卻并不具有生物活性，最可能的原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù),PCR技術(shù)的基本操作和應(yīng)用

專題：

分析：分析題圖：外源DNA含有四個(gè)酶切位點(diǎn)，即SmaⅠ、AluⅠ、PstⅠ和HindⅢ酶，其中AluⅠ酶的切割位點(diǎn)位于目的基因上，所以不能用此酶切割；質(zhì)粒也含有SmaⅠ、AluⅠ、PstⅠ和HindⅢ酶的酶切位點(diǎn)，但用SmaⅠ酶切割會(huì)將質(zhì)粒上兩個(gè)標(biāo)記基因均破壞，所以不能用SmaⅠ酶切割；所以構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，應(yīng)選用 PstⅠ和HindⅢ酶同時(shí)酶切質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA．
用 PstⅠ和HindⅢ酶同時(shí)酶切質(zhì)粒，會(huì)破壞氨芐青霉素抗性基因，但沒有破壞四環(huán)素抗性基因，所以導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌能抗四環(huán)素，但不能抗癌變青霉素．

解答： 解：（1）圖1質(zhì)粒有SmaⅠ限制酶兩個(gè)切割位點(diǎn)，用SmaⅠ限制酶切割該質(zhì)粒會(huì)得到2種2個(gè)DNA片段，每個(gè)DNA片段有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，所以產(chǎn)生兩個(gè)DNA片段會(huì)增加4個(gè)游離的磷酸基團(tuán)．
（2）從圖2可知，目的基因的右側(cè)可用PstⅠ限制酶切割，目的基因的左側(cè)可用SmaⅠ限制酶或HindⅢ限制酶切割，但用SmaⅠ限制酶切割質(zhì)粒時(shí)會(huì)破壞兩個(gè)標(biāo)記基因，不利于篩選．所以，最好選用PstⅠ和HindⅢ酶同時(shí)切割質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA，其優(yōu)點(diǎn)是能避免目的基因和質(zhì)粒在酶切后產(chǎn)生的片段發(fā)生自身環(huán)化或任意連接，以及便于篩選需要．1個(gè)DNA分子復(fù)制第n次共產(chǎn)生了2ⁿ個(gè)DNA分子，由于DNA分子為半保留復(fù)制，其中新合成2個(gè)DNA單鏈，每條新鏈的合成需要1個(gè)引物，所以一個(gè)目的基因通過PCR技術(shù)擴(kuò)增第n次，需要2ⁿ個(gè)引物．
（3）普通質(zhì)粒含有氯霉素和四環(huán)素抗性基因，重組質(zhì)粒只含有四環(huán)素抗性基因，所以在含四環(huán)素培養(yǎng)基中能生長繁殖，而在含氯霉素培養(yǎng)基中不能生長繁殖的菌落即為含重組質(zhì)粒的細(xì)菌．
（4）大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)缺乏內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體（或大腸桿菌缺乏生物膜系統(tǒng)），不能對(duì)多肽鏈進(jìn)行折疊、組裝與修飾，所以導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌菌株中，目的基因正常轉(zhuǎn)錄形成了mRNA，但其所控制合成的蛋白質(zhì)卻并不具有生物活性．
故答案為：
（1）2　4　
（2）PstⅠ和HindⅢ酶　  2ⁿ
（3）四環(huán)素　氯霉素
在含四環(huán)素培養(yǎng)基中能生長繁殖，而在含氯霉素培養(yǎng)基中不能生長繁殖
（4）大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)缺乏內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體（或大腸桿菌缺乏生物膜系統(tǒng)），不能對(duì)多肽鏈進(jìn)行折疊、組裝與修飾．

點(diǎn)評(píng)：本題以圖為載體，考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生分析題圖提取有效信息的能力；理解限制酶的作用特點(diǎn)，并結(jié)合圖解分析限制酶的作用結(jié)果；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，對(duì)生物學(xué)問題作出準(zhǔn)確判斷和得出正確結(jié)論的能力．