Question

降鈣素是一種多肽類(lèi)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(jī)構(gòu)為了研發(fā)一種活性高、半衰期長(zhǎng)的新型降鈣素，從預(yù)期新型降鈣素的功能出發(fā)，推測(cè)相應(yīng)的脫氧核苷酸序列，并人工合成了兩條72個(gè)堿基的DNA單鏈，兩條鏈通過(guò)18個(gè)堿基對(duì)形成部分雙鏈DNA片段，再利用Klenow酶補(bǔ)平，獲得雙鏈DNA，過(guò)程如如圖所示．在此過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，合成較長(zhǎng)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(wèn)題：

（1）上述制備該新型降鈣素，運(yùn)用的現(xiàn)代生物工程技術(shù)是

 

．
（2）Klenow酶是一種

 

酶，合成的雙鏈DNA有

 

個(gè)堿基對(duì)．
（3）獲得的雙鏈DNA經(jīng)EcoRⅠ（識(shí)別序列和切割位點(diǎn)-G^↓AATTC-）和BamHⅠ（識(shí)別序列和切割位點(diǎn)-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(cè)序驗(yàn)證．
①設(shè)計(jì)EcoRⅠ和BamHⅠ雙酶切的目的是

 

．
②雙酶切后DNA插入到大腸桿菌質(zhì)粒中能得到

 

種重組質(zhì)粒．
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

 

．
（4）經(jīng)DNA測(cè)序表明，最初獲得的多個(gè)重組質(zhì)粒，均未發(fā)現(xiàn)完全正確的基因序列，可能的原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù),蛋白質(zhì)工程

專(zhuān)題：

分析：分析題圖：圖示是從預(yù)期新型降鈣素的功能出發(fā)，推測(cè)相應(yīng)的脫氧核苷酸序列，并人工合成了兩條72個(gè)堿基的DNA單鏈，兩條鏈通過(guò)18個(gè)堿基對(duì)形成部分雙鏈DNA片段，再利用Klenow酶補(bǔ)平，獲得雙鏈DNA．同時(shí)，在此過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，合成較長(zhǎng)的核苷酸單鏈易產(chǎn)生缺失堿基的現(xiàn)象．

解答： 解：（1）制備該新型降鈣素時(shí)，先從預(yù)期新型降鈣素的功能出發(fā)，推測(cè)相應(yīng)的脫氧核苷酸序列，之后改造DNA分子，最后生成新型降鈣素，這是蛋白質(zhì)工程的具體過(guò)程．
（2）圖示過(guò)程是以DNA一條鏈為模板，利用4種游離的脫氧核糖核苷酸為原料來(lái)合成雙鏈DNA，此過(guò)程所用的酶是DNA聚合酶．合成的雙鏈DNA含有的堿基對(duì)有（72-18）×2+18=126個(gè)堿基對(duì)．
（3）①限制酶具有特異性，一種限制酶只識(shí)別一定的脫氧核苷酸序列，切割特定的位點(diǎn)．為了防止目的基因和載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接或保證目的基因和載體定向連接，將獲得的雙鏈DNA用EcoRI和BamHI進(jìn)行雙酶切．
②質(zhì)粒被雙酶切后會(huì)形成2個(gè)DNA片段，因此DNA插入到大腸桿菌質(zhì)粒中能得到2種重組質(zhì)粒．
③重組質(zhì)粒中含有標(biāo)記基因，標(biāo)記基因可以鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因．
（4）由圖可知，在合成DNA雙鏈時(shí)，如果合成的核苷酸單鏈較長(zhǎng)，容易發(fā)生缺失堿基的現(xiàn)象，這樣可能會(huì)引起最初獲得的多個(gè)重組質(zhì)粒均未發(fā)現(xiàn)完全正確的基因序列．
故答案為：
（1）蛋白質(zhì)工程
（2）DNA聚合酶     126
（3）①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
②2
③標(biāo)記基因
（4）合成的核苷酸單鏈仍較長(zhǎng)，產(chǎn)生缺失堿基的現(xiàn)象

點(diǎn)評(píng)：本題以生產(chǎn)新型降鈣素為素材，綜合考查了蛋白質(zhì)工程和基因工程的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系；理論聯(lián)系實(shí)際，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決自然界和社會(huì)生活中的一些生物學(xué)問(wèn)題的能力和從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力．