Question

5．回答有關(guān)基因工程問題．
圖1顯示了某DNA片段的部分堿基序列和長度（bp表示堿基對(duì)）以及其中含有的目的基因D．圖2表示一種質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)和部分堿基序列．現(xiàn)有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ共4種限制性核酸內(nèi)切酶，它們識(shí)別的堿基序列和酶切位點(diǎn)分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG．
（1）圖1的一條多核苷酸鏈中，位于相鄰兩個(gè)堿基之間的是D．
A．氫鍵                  B．磷酸、脫氧核糖
C．脫氧核糖              D．脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖
（2）若用限制酶SmaI完全切割圖1的DNA片段，產(chǎn)生的末端是平末端，其產(chǎn)物長度為537bp、790bp、661bp．
（3）若圖2中虛線方框內(nèi)的堿基對(duì)被T-A堿基對(duì)替換，那么基因D就突變?yōu)榛�因d．從雜合子中分離出圖1及其對(duì)應(yīng)的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，產(chǎn)物中共有4種不同長度的DNA片段．
（4）若將圖2中質(zhì)粒和目的基因D通過同種限制酶處理后，再用DNA連接酶進(jìn)行處理，形成重組質(zhì)粒，那么應(yīng)選用的限制酶是BamHI．將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌，為了篩選出含重組質(zhì)粒的大腸桿菌，一般需要用添加抗生素B的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌．經(jīng)檢測(cè)，部分含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌菌株中目的基因D不能正確表達(dá)，其最可能的原因是同種限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D與質(zhì)粒反向鏈接．

Answer 1

分析 分析圖1：圖中DNA片段含有2個(gè)限制酶MspⅠ和SmaⅠ切割位點(diǎn)，也含有兩個(gè)限制酶BamHⅠ和MboⅠ切割位點(diǎn)．基因D兩側(cè)序列為GGATCC，可被限制酶BamHⅠ切割．
分析圖2：質(zhì)粒含有CCGG序列、GGATCC序列和GATC序列，其中CCGG序列可被限制酶MspⅠ切割，GGATCC序列和GATC序列可被限制酶MboⅠ切割．用限制酶BamHⅠ切割破壞了抗生素A抗性基因，但沒有破環(huán)抗生素B抗性基因，因此含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌能抗抗生素B，但不能抗抗生素A．

解答 解：（1）一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個(gè)堿基之間依次由脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖連接．
（2）限制酶SmaⅠ的酶切位點(diǎn)是CCC↓GGG，其切割產(chǎn)生的是平末端．圖1中DNA片段含有兩個(gè)SmaⅠ酶切位點(diǎn)，被SmaⅠ酶完全切割后出現(xiàn)三個(gè)長度的片段，分別是537bp、790bp、661bp．
（3）雜合子的基因型為Dd，其中D基因片段有兩個(gè)SmaⅠ酶切位點(diǎn)，完全切割后出現(xiàn)三個(gè)片段長度分別是537bp、790bp、661bp，發(fā)生基因突變后的d基因片段只有一個(gè)SmaⅠ酶切位點(diǎn)，完全切割后出現(xiàn)兩個(gè)片段長度分別是1327bp、661bp，所以從雜合子中分離的DNA片段被限制酶SmaⅠ完全切割后形成會(huì)四種不同的DNA片段．
（4）基因表達(dá)載體構(gòu)建的過程中需要利用限制酶和DNA連接酶．限制酶MspⅠ和SmaⅠ的切割位點(diǎn)位于目的基因D上，若用這兩種酶切割會(huì)被破壞目的基因D；運(yùn)載體的兩個(gè)標(biāo)記基因上都有限制酶MboⅠ的切割位點(diǎn)，用該酶切割會(huì)破壞這兩個(gè)標(biāo)記基因，因此只能選用限制酶BamHⅠ切割外源DNA分子和運(yùn)載體．用限制酶BamHⅠ切割質(zhì)粒會(huì)破壞抗生素A抗性基因，但不會(huì)破壞抗生素B抗性基因，所以導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌能在含有抗生素B的培養(yǎng)基上生存，因此為了篩選出含重組質(zhì)粒的大腸桿菌，一般需要用添加抗生素B的培養(yǎng)基培養(yǎng)．由于同種限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D與質(zhì)粒反向連接，這樣會(huì)導(dǎo)致部分含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌菌株中目的基因D不能正確表達(dá)．
故答案為：
（1）D
（2）平     537bp、790bp、661bp
（3）4
（4）DNA連接酶?BamH I     抗生素B    同種限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D與質(zhì)粒反向鏈接

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合基因結(jié)構(gòu)圖和運(yùn)載體結(jié)構(gòu)圖，考查基因工程的技術(shù)和原理，要求考生認(rèn)真分析圖1和圖2，根據(jù)圖1中信息計(jì)算限制酶SmaⅠ切割產(chǎn)生的片段的種類及長度；根據(jù)圖1和圖2中限制酶的給切割位點(diǎn)，明確構(gòu)建基因表達(dá)載體只能用限制酶BamHⅠ，再運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)答題即可．