Question

7．回答基因工程中的有關問題：
Ⅰ．限制酶是基因工程中的重要工具酶，表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖甲、圖乙中箭頭表示相關限制酶的酶切位點．請回答下列問題：

限制酶	BamHⅠ	HindⅢ	EcoRⅠ	SmaⅠ
識別序列及切割位點

（1）一個圖甲所示的質粒分子經SmaⅠ切割前后，分別含有0個和2 個游離的磷酸基團？
（2）若對圖中質粒進行改造，插入的SmaⅠ酶切位點越多，質粒的熱穩(wěn)定性越高．
（3）與只使用EcoR I相比較，使用BamHⅠ和HindⅢ兩種限制酶同時處理質粒、外源DNA的優(yōu)點在于可以防止質粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化．
Ⅱ．原核生物（如大腸桿菌）是基因工程中較理想的受體細胞，它們具有一些其他生物沒有的特點：①繁殖快②多為單細胞③遺傳物質相對較少等優(yōu)點．大腸桿菌細胞最常用的轉化方法是：首先用Ca²⁺處理細胞，使之成為感受態(tài)細胞，然后完成轉化．
Ⅲ．植物基因工程中將目的基因導入受體細胞最常用的方法是農桿菌轉化法，且一般將目的基因插入Ti質粒的T-DNA中形成重組Ti質粒，這樣可將目的基因整合到受體細胞的染色體上．若要避免基因污染，一般需將目的基因導入植物細胞的細胞質（線粒體、葉綠體）DNA中．

Answer 1

分析 1、基因工程技術的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成．
（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等．
（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法．
（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術．個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．
2、DNA分子的熱穩(wěn)定性與DNA分子中的氫鍵有關，氫鍵數越多，DNA分子越穩(wěn)定．在雙鏈DNA分子中，A和T之間有兩個氫鍵連接，C和G之間有三個氫鍵，因此C-G堿基對比例越高，DNA分子越穩(wěn)定．

解答 解：Ⅰ（1）質粒是雙鏈環(huán)狀DNA，無游離磷酸基團；質粒經過切割后，會斷裂2個脫氧核苷酸（CG）之間的磷酸二酯鍵，露出2個游離磷酸基團．
（2）插入的SmaⅠ酶切位點越多，堿基對CG越多，氫鍵越多，故質粒的熱穩(wěn)定性越高．
（3）只使用EcoRI切割時，質粒、外源DNA自身都只含有1對互補黏性末端，自身會發(fā)生連接成為環(huán)狀DNA，不利目的基因導入．故使用BamHⅠ和HindⅢ兩種限制酶同時處理質粒、外源DNA，各自會有不同黏性末端，能防止自身環(huán)化．
Ⅱ．原核生物（如大腸桿菌）是基因工程中較理想的受體細胞，具有一些其他生物沒有的特點：①繁殖快，能大量快速復制DNA；②多為單細胞，結構簡單，容易操作；③遺傳物質相對較少，不易對目的基因干擾．大腸桿菌細胞最常用的轉化方法是：首先用Ca²⁺處理細胞，使之成為感受態(tài)細胞，然后完成轉化．
Ⅲ．植物基因工程中將目的基因導入受體細胞最常用的方法是農桿菌轉化法．且一般將目的基因插入Ti質粒的T-DNA中形成重組Ti質粒，這樣可將目的基因整合到受體細胞的染色體上．要避免基因污染，一般需將目的基因導入植物細胞的細胞質（線粒體、葉綠體），不會隨著花粉進行基因污染．
故答案為：
Ⅰ．（1）0   2   
（2）高 
（3）質粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化
Ⅱ．③遺傳物質相對較少  Ca²⁺   感受態(tài)
Ⅲ．農桿菌轉化法  T-DNA   細胞質（線粒體、葉綠體）

點評 本題考查了DNA分子的結構和基因工程的相關知識，意在考查考生的識記能力和分析能力，難度適中．考生要能夠識記目的基因導入微生物和植物細胞的方法，以及微生物作為受體細胞的優(yōu)點；理解運用不同的限制酶切割可以防止自身環(huán)化；并且理解C-G堿基對與DNA分子穩(wěn)定性之間的關系．