Question

【題目】請利用所學(xué)知識(shí)回答基因工程、細(xì)胞工程和生態(tài)工程方面的有關(guān)問題：

（1）利用PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）技術(shù)擴(kuò)增人的干擾素基因時(shí)，需提供________酶和引物等，合成引物的前提是________________________，引物與互補(bǔ)DNA鏈結(jié)合的溫度一般是________℃。PCR反應(yīng)體系中加入dNTP（三磷酸堿基脫氧核苷酸，結(jié)構(gòu)與ATP類似）后，不再單獨(dú)添加ATP等能源物質(zhì)，請推測其原因是____________。

（2）如圖為人體中干擾素基因的酶切位點(diǎn)示意圖。從人體基因組中提取干擾素基因時(shí)，不能使用限制酶SmaⅠ的原因是_____________

（3）如圖為某質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)及限制酶的酶切位點(diǎn)，其中tsr為硫鏈絲菌素（一種抗生素）抗性基因。將某基因整合到質(zhì)粒上，形成重組質(zhì)粒，為保證重組質(zhì)粒的成功表達(dá)，除復(fù)制原點(diǎn)、標(biāo)記基因、目的基因外，該質(zhì)粒還應(yīng)具有_________結(jié)構(gòu)。據(jù)圖分析，需要使用__________（限制酶）切割質(zhì)粒，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入鏈霉菌時(shí)，在培養(yǎng)基中添加_______________用來篩選目的菌株。

Answer 1

【答案】熱穩(wěn)定DNA（Taq） 要有一段已知目的基因的核苷酸序列 55～60 三磷酸脫氧核苷酸轉(zhuǎn)變?yōu)槊撗鹾塑账徇^程中，脫去磷酸基團(tuán)，釋放高能磷酸鍵中的能量 限制酶SmaⅠ酶切位點(diǎn)位于干擾素基因中部，使用它會(huì)造成干擾素基因斷裂 啟動(dòng)子、終止子 PstⅠ、Hind Ⅲ 硫鏈絲菌素

【解析】

1.PCR技術(shù)的原理是DNA復(fù)制，遵循堿基互補(bǔ)配對原則。需要條件是：模板（DNA雙鏈）、熱穩(wěn)定DNA酶、脫氧核苷酸、能量和引物。2.標(biāo)記基因的作用是用于篩選和鑒別含有目的基因的受體細(xì)胞。

（1）PCR技術(shù)的基本原理類似于DNA的天然復(fù)制過程，故利用PCR技術(shù)擴(kuò)增人的干擾素基因時(shí)，除了模板（干擾素基因）、四種游離的脫氧核苷酸、能量外，還需提供熱穩(wěn)定DNA酶和引物等；合成引物的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列；模板DNA經(jīng)加熱變性成單鏈后，溫度降至55~60℃左右，有利于引物與模板DNA單鏈的互補(bǔ)序列配對結(jié)合；PCR反應(yīng)體系中加入能量物質(zhì)是dNTP，因?yàn)槿�磷酸脫氧核苷酸轉(zhuǎn)變?yōu)槊撗鹾塑账徇^程中，脫去磷酸基團(tuán)，釋放高能磷酸鍵中的能量為DNA復(fù)制過程供能。

（2）根據(jù)人體中干擾素基因的酶切位點(diǎn)示意圖分析，限制酶SmaⅠ酶切位點(diǎn)位于干擾素基因中部，使用它會(huì)造成干擾素基因斷裂，所以在從人體基因組中提取干擾素基因時(shí)，不能使用限制酶SmaⅠ。

（3）一個(gè)完整的基因表達(dá)載體包括目的基因、復(fù)制原點(diǎn)、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因；據(jù)圖分析，可用PstⅠ酶和Hind Ⅲ酶分別切割目的基因所在DNA和質(zhì)粒，并用DNA連接酶使它們形成重組質(zhì)粒，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入鏈霉菌時(shí)，在培養(yǎng)基中添加硫鏈絲菌素，來篩選目的菌株。