Question

【題目】【生物——選修3:現代生物科技專題】降鈣素是一種多肽類激素，某科學機構為了研究一種新型降鈣素，從預期新型降鈣素的功能出發(fā),推測相應的脫氧核苷酸序列，并人工合成了兩條DNA單鏈，兩條鏈形成部分雙鏈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，合成較長的核苷酸單鏈易產生缺失堿基的現象。分析回答下列問題：

（1）上述制備新型降鈣素,運用的現代生物工程技術是_________。Klenow酶是一種______酶。兩條DNA單鏈能合成部分雙鏈DNA的原因是_________________。

（2）獲得的雙鏈DNA經限制酶切后插入到大腸桿菌質粒中，篩選含重組質粒的大腸桿菌并進行DNA測序驗證。

①要進行重組質粒的鑒定和選擇，需要大腸桿菌質粒中含有_____________。

②導入大腸桿菌時,要用________________處理。

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

Answer 1

【答案】 蛋白質工程 DNA聚合酶 兩條DNA單鏈中存在互補配對的堿基 標記基因 Ca2+ 合成的DNA單鏈較長，堿基發(fā)生了缺失

【解析】【試題分析】

本題以“降鈣素”為素材，考查基因工程和蛋白質工程等知識，意在考查考生對所學知識的掌握、獲取圖文信息能力和分析推理的能力。蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規(guī)律及其與生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。結合題意可知，本題制備新型降鈣素，就是運用了蛋白質工程。解答本題的關鍵是注意從題目中獲取有用的信息再結合題意進行答題。

（1）根據題意，從預期新型降鈣素的功能出發(fā)，推測相應的脫氧核苷酸序列，從而對蛋白質進行改造，所以上述制備新型降鈣素，運用的現代生物工程技術是蛋白質工程；由圖可知，Klenow酶能夠將單鏈DNA延伸，所以是一種DNA聚合酶；兩條DNA單鏈能合成部分雙鏈DNA的原因是兩條DNA單鏈中存在互補配對的堿基。

（2）①要進行重組質粒的鑒定和選擇，需要大腸桿菌質粒中含有標記基因。

②將目的基因導入大腸桿菌時，首先要用Ca2+處理細胞，使細胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，也就是使細胞成為感受態(tài)細胞。然后將重組表達載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細胞混合，在一定的溫度下完成轉化過程。

③根據題意可知，利用Klenow酶補平，獲得雙鏈DNA,過程中，合成較長的核苷酸單鏈易產生缺失堿基的現象，因此，最初獲得的多個重組質粒，均未發(fā)現完全正確的基因序列，最可能的原因是合成的DNA單鏈較長，堿基發(fā)生了缺失。