Question

科學(xué)家將人的生長激素基因與大腸桿菌的DNA分子進(jìn)行重組，并成功地在大腸桿菌中得以表達(dá)．但在進(jìn)行基因工程的操作過程中，需使用特定的限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選．已知限制性核酸內(nèi)切酶Ⅰ的識別序列和切點(diǎn)是-G↓GATCC-，限制性核酸內(nèi)切酶Ⅱ的識別序列和切點(diǎn)是-↓GATC-，據(jù)圖回答：

（1）圖1過程①所需要的酶是

 

．
（2）在構(gòu)建基因表達(dá)載體過程中，應(yīng)用限制性核酸內(nèi)切酶

 

切割目的基因，用限制性核酸內(nèi)切酶

 

切割質(zhì)粒．用限制酶切割目的基因和運(yùn)載體后形成的黏性末端通過

 

原則進(jìn)行連接．人的基因之所以能與大腸桿菌的DNA分子進(jìn)行重組，原因是

 

．
（3）在過程③一般將受體大腸桿菌用

 

處理，以增大

 

的通透性，使含有目的基因的重組質(zhì)粒容易進(jìn)入受體細(xì)胞．
（4）將得到的大腸桿菌B涂布在一個含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上得到如圖2中a的結(jié)果（黑點(diǎn)表示菌落），能夠生長的細(xì)菌中已導(dǎo)入了

 

，反之則沒有導(dǎo)入；再將滅菌絨布按到培養(yǎng)基a上，使絨布表面沾上菌落，然后將絨布按到含四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖2中b的結(jié)果（空圈表示與a對照無菌落的位置）．與圖2中b空圈相對應(yīng)的圖2的a中的菌落表現(xiàn)型是

 

，這些細(xì)菌中導(dǎo)入了

 

．
（5）人體的生長激素基因能在細(xì)菌體內(nèi)成功表達(dá)是因?yàn)?div id="ayptsvk" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù)

專題：

分析：獲得目的基因的方法：①從基因文庫中獲取 ②利用PCR技術(shù)擴(kuò)增 ③人工合成（化學(xué)合成）．據(jù)圖分析可知，人的生長激素基因是人工合成的，采取的方法是利用人的生長激素基因的mRNA為模板，進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄．
目的基因能插入宿主DNA，與大腸桿菌的DNA分子進(jìn)行重組，原因是它們的成分和結(jié)構(gòu)相同，都是由四種脫氧核苷酸組成的雙螺旋結(jié)構(gòu)．所有的生物都共用一套密碼子，所以人體的生長激素基因能在細(xì)菌體內(nèi)的核糖體上成功表達(dá)．
將得到的大腸桿菌B涂布在一個含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，因質(zhì)粒上有抗氨芐青霉素基因，且重組質(zhì)粒上的抗氨芐青霉素基因，也沒有被破壞，所以如果大腸桿菌B能夠生長，說明已導(dǎo)入了含抗氨芐青霉素基因的普通質(zhì)�；蛑亟M質(zhì)粒，反之則沒有導(dǎo)入．

解答： 解：（1）過程①是以mRNA為模板形成基因的過程，屬于反轉(zhuǎn)錄，此過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的參與．
（2）在構(gòu)建基因表達(dá)載體時，需用限制酶對目的基因和質(zhì)粒進(jìn)行切割以形成相同的黏性末端．質(zhì)粒如果用限制酶Ⅱ來切割的話，將會在質(zhì)粒在出現(xiàn)兩個切口且抗生素抗性基因全被破壞，故質(zhì)粒只能用限制酶Ⅰ切割（破壞四環(huán)素抗性而保留氨芐青霉素抗性，即將來形成的重組質(zhì)粒能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中生存，而在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能生存）；目的基因兩端都出現(xiàn)黏性末端時才能和質(zhì)粒發(fā)生重組，故目的基因只有用限制酶Ⅱ切割時，才會在兩端都出現(xiàn)黏性末端．黏性末端其實(shí)是被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，這個切口上帶有幾個伸出的核苷酸，它們之間正好通過堿基互補(bǔ)配對進(jìn)行連接．來源不同的DNA之所以能發(fā)生重新組合，主要原因是兩者的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)相同，都是雙螺旋結(jié)構(gòu)，基本組成單位都是脫氧核苷酸等．
（3）在目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞時，一般用CaCl₂處理，以增大細(xì)胞壁的通透性，使含有目的基因的重組質(zhì)粒容易進(jìn)入受體細(xì)胞．
（4）因本題上有2個標(biāo)記基因，但抗四環(huán)素基因被插入的基因破壞掉，因此剩下的是抗氨芐青霉素抗性基因，如果在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上能生長，說明已經(jīng)導(dǎo)入了重組質(zhì)粒或普通質(zhì)粒A，因?yàn)槠胀ㄙ|(zhì)粒和重組質(zhì)粒都含有抗氨芐青霉素的基因．與圖2中b空圈相對應(yīng)的圖2的a中的菌落表現(xiàn)型是抗氨芐青霉素但不抗四環(huán)素，說明這些細(xì)菌中導(dǎo)入了重組質(zhì)粒．
（5）所有的生物都共用一套密碼子，所以人體的生長激素基因能在細(xì)菌體內(nèi)成功表達(dá)．
故答案為：
（1）逆轉(zhuǎn)錄酶
（2）ⅡⅠ堿基互補(bǔ)配對    人的基因與大腸桿菌DNA都是由兩條脫氧核苷酸鏈組成的規(guī)則雙螺旋結(jié)構(gòu)
（3）CaCl₂ 細(xì)胞壁
（4）普通質(zhì)�；蛑亟M質(zhì)粒   抗氨芐青霉素但不抗四環(huán)素   重組質(zhì)粒   
（5）不同生物共用一套密碼子

點(diǎn)評：本題結(jié)合轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的培育過程圖，考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的工具及作用；識記基因工程的操作步驟及各步驟采用的方法和注意事項，能結(jié)合圖中信息答題．