Question

14．Ⅰ．科學(xué)家從某熱泉生活的原核生物中分離出耐高溫淀粉酶（Amy）基因G，通過實驗操作將G轉(zhuǎn)移到馬鈴薯中．經(jīng)檢測，Amy存在于成熟塊莖細胞的細胞間隙．請回答下列問題：

（1）在上述科研過程中用到的現(xiàn)代生物技術(shù)是基因工程技術(shù)，G叫目的基因，它與運載體結(jié)合前還必須經(jīng)過的處理步驟是用限制性核酸內(nèi)切酶切割．
（2）Amy在成熟塊莖細胞間隙中被發(fā)現(xiàn)，說明細菌的基因G已整合到圖1中的[⑤]細胞核（染色體）或[⑧]線粒體結(jié)構(gòu)中．
（3）在耐高溫淀粉酶（Amy）基因指導(dǎo)合成Amy的過程分為轉(zhuǎn)錄和翻譯兩大步驟，Amy合成并分泌到細胞外，定位在細胞間隙中，直接參與該過程的細胞器有核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體，其分泌是以外排（胞吐）的形式進行的．
（4）Amy的基本組成單位是氨基酸，各組成單位間靠肽鍵相連．
Ⅱ．經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)在耐高溫的淀粉酶（Amy）基因G所在的DNA分子上存在多個限制酶的切割位點，如限制酶Ⅰ的識別序列和切點是-G^↓GATCC-，限制酶Ⅱ的識別序列和切點是-^↓GATC-．
（1）請在圖2中畫出該DNA分子被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端．

（2）在DNA連接酶的作用下，上述限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ切割后形成的黏性末端能否連接起來？為什么？能，因為它們具有相同的黏性末端，堿基可以互補配對．

Answer 1

分析 1、目的基因主要指編碼蛋白質(zhì)的基因，由題意可知，分離耐高溫淀粉酶基因a，所以基因a是目的基因．
圖中①是細胞壁，②是細胞膜，③是葉綠體，④是高爾基體，④是細胞核，⑥是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，⑦是核糖體，⑧是線粒體．
2、關(guān)于限制酶，考生可以從以下幾方面把握：
（1）來源：主要從原核生物中分離純化出來．
（2）特異性：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂．
（3）結(jié)果：形成黏性末端或平末端．

解答 解：Ⅰ（1）在上述科研過程中用到的現(xiàn)代生物技術(shù)是基因工程技術(shù)，基因a是目的基因．目的基因與運載體結(jié)合前需要用同種限制酶切割目的基因和運載體，露出相同粘性末端．
（2）DNA存在于葉綠體、線粒體和細胞核中，而成熟塊莖細胞沒有葉綠體，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)有Amy，所以基因a整合到細胞核⑤和線粒體⑧中．
（3）基因指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)的過程分為 轉(zhuǎn)錄和 翻譯兩大步驟，分泌蛋白合成與分泌有關(guān)的細胞器是核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體，分泌蛋白為生物大分子，通過胞吐排出體外．
（4）Amy是淀粉酶，本質(zhì)是蛋白質(zhì)，基本組成單位是氨基酸，各組成單位通過肽鍵相連．
Ⅱ（1）①限制性內(nèi)切酶Ⅰ的識別序列和切點是-G^↓GATCC-，因此質(zhì)粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端為：．
②由于限制性內(nèi)切酶Ⅱ的識別序列和切點是-^↓GATC-，因此目的基因兩側(cè)被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端為：．限制性內(nèi)切酶Ⅰ和限制性內(nèi)切酶Ⅱ的識別序列和切點不同，但兩種切割形成的黏性末端相同，因此可在DNA連接酶的作用下連接起來．
故答案為：
Ⅰ．（1）基因工程技術(shù)  目的基因  用限制性核酸內(nèi)切酶切割
（2）⑤細胞核  ⑧線粒體
（3）轉(zhuǎn)錄、翻譯   核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體  外排（胞吐）
（4）氨基酸  肽鍵
Ⅱ．（1）-G      GATCC-
-CCTAG      G-
（2）能   因為它們具有相同的黏性末端，堿基可以互補配對

點評 本題考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的原理及操作步驟，掌握基因工程各操作步驟中需要注意的細節(jié)問題；識記限制酶的作用特點，能結(jié)合限制性內(nèi)切酶Ⅰ和限制性內(nèi)切酶Ⅱ的識別序列及切割位點準(zhǔn)確答題，屬于考綱識記和理解層次的考查．