Question

【題目】降鈣素是一種多肽類激素，臨床上用于治療骨質(zhì)疏松癥等。人的降鈣素活性很低，半衰期較短。某科學(xué)機構(gòu)為了研發(fā)一種活性高、半衰期長的新型降鈣素，從預(yù)期新型降鈣素的功能出發(fā)，推測相應(yīng)的脫氧核苷酸序列，并人工合成了兩條DNA單鏈，兩條鏈通過18個堿基對形成部分雙鏈DNA片段，再利用Klenow酶補平，獲得雙鏈DNA，過程如下圖：

在此過程中發(fā)現(xiàn)，合成較長的核苷酸單鏈易產(chǎn)生缺失堿基的現(xiàn)象。分析回答下列問題。

(1)Klenow酶是一種________酶。

(2)獲得的雙鏈DNA經(jīng)EcoRⅠ(識別序列和切割位點－G↓AATTC－)和BamHⅠ(識別序列和切割位點－G↓GATCC－)雙酶切后插入到大腸桿菌質(zhì)粒中，篩選含重組質(zhì)粒的大腸桿菌并進(jìn)行DNA測序驗證。

①大腸桿菌是理想的受體細(xì)胞，這是因為它__________________________。

②設(shè)計EcoRⅠ和BamHⅠ雙酶切的目的是____________________________。

③要進(jìn)行重組質(zhì)粒的鑒定和選擇，需要大腸桿菌質(zhì)粒中含有________。

(3)經(jīng)DNA測序表明，最初獲得的多個重組質(zhì)粒，均未發(fā)現(xiàn)完全正確的基因序列，最可能的原因是___________________________________________________。

(4)上述制備該新型降鈣素，運用的現(xiàn)代生物工程技術(shù)是_________________。

Answer 1

【答案】 DNA聚合 繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少 保證目的基因和載體定向連接(或防止目的基因和載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接) 標(biāo)記基因 合成的核苷酸單鏈仍較長，產(chǎn)生缺失堿基的現(xiàn)象 蛋白質(zhì)工程

【解析】試題分析：根據(jù)圖分析，新型的降鈣素是通過蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)的，蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是改造基因，生產(chǎn)人類需要的蛋白質(zhì)。在人工合成了兩條72個堿基的DNA單鏈，兩條鏈通過18個堿基對形成部分雙鏈DNA片段，再利用Klenow酶催化，以4種游離的脫氧核糖核苷酸為原料，遵循堿基互補配對原則，獲得雙鏈DNA，但合成較長的核苷酸單鏈時，容易產(chǎn)生缺失堿基的現(xiàn)象。

（1）由圖可知Klenow酶能夠?qū)�單�?/span>DNA延伸，可見它是一種DNA聚合酶。

（2）①大腸桿菌繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少，是基因工程理想的受體細(xì)胞。

②設(shè)計EcoRⅠ和BamHⅠ兩種酶進(jìn)行切割，可以保證目的基因和載體定向連接(或防止目的基因和載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接)。

③質(zhì)粒上的標(biāo)記基因可以用來鑒定目的基因是否導(dǎo)入了受體細(xì)胞。

（3）在合成DNA雙鏈時，如果合成的核苷酸單鏈較長，容易發(fā)生缺失堿基的現(xiàn)象，則會引起最初獲得的多個重組質(zhì)粒，均未發(fā)現(xiàn)完全正確的基因序列的可能。

（4）根據(jù)材料中“從預(yù)期新型降鈣素的功能出發(fā)，推測相應(yīng)的脫氧核苷酸序列，獲得雙鏈DNA”，可以確定運用的現(xiàn)代生物工程技術(shù)是蛋白質(zhì)工程。