Question

2．如圖為某種質(zhì)粒簡(jiǎn)圖，小箭頭所指分別為限制性內(nèi)切酶EcoR I、BamH I的酶切位點(diǎn)，amp^R為氨芐青霉素抗性基因，tet^R為四環(huán)素抗性基因，P為啟動(dòng)子，T為終止子，ori為復(fù)制原點(diǎn)．已知目的基因的兩端分別有包括EcoR I、BamH I在內(nèi)的多種酶的酶切位點(diǎn)．據(jù)圖回答：

（1）質(zhì)粒分子內(nèi)的兩條脫氧核苷酸鏈之間通過(guò)氫鍵連接．
（2）已知BamHI的識(shí)別序列為G↓GATCC，當(dāng)BamHI切割1分子該質(zhì)粒時(shí)，需要消耗2個(gè)水分子，同時(shí)產(chǎn)生的粘性末端是2個(gè)．
（3）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因是獲取目的基因的重要方法．在PCR產(chǎn)物兩端通常需要設(shè)計(jì)一定的限制酶酶切位點(diǎn)，經(jīng)酶切后可以與用同種酶切的載體連接．但實(shí)驗(yàn)證明，大多數(shù)限制酶對(duì)裸露的酶切位點(diǎn)不能切斷，必須在酶切位點(diǎn)旁邊加上一個(gè)至幾個(gè)保護(hù)堿基，才能使特定的限制酶對(duì)其識(shí)別位點(diǎn)進(jìn)行有效切斷．下面是科研人員對(duì)BamH I進(jìn)行研究得出的結(jié)果．試回答：

核苷酸序列	切割率%
	處理2 小時(shí)	處理20 小時(shí)
CGGATCCG	10	25
CGGGATCCCG	＞90	＞90
CGCGGATCCGCG	＞90	＞90

1一般地，研究中通常在酶切位點(diǎn)前后加G或C堿基而不是A或T，這是因?yàn)楸Ｗo(hù)堿基在PCR產(chǎn)物的末端，A和T互補(bǔ)配對(duì)時(shí)，只形成2個(gè)氫鍵，結(jié)合力差，容易在末端產(chǎn)生單鏈，從而影響限制性內(nèi)切酶的作用．
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，實(shí)驗(yàn)室中在BamH I識(shí)別序列前后最好各加2個(gè)CG堿基對(duì)．
（4）用上述質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建基因表達(dá)載體，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞后，篩選出轉(zhuǎn)化的工程菌的步驟如下：
①先將大腸桿菌接種到含氨芐青霉素的細(xì)菌培養(yǎng)基上培養(yǎng)，能生存下來(lái)的大腸桿菌是導(dǎo)入了重組質(zhì)�；蛸|(zhì)粒．
②將上一步培養(yǎng)出的菌落接種到含四環(huán)素的細(xì)菌培養(yǎng)基上培養(yǎng)，不能（能或不能）生存的菌落就是需要的工程菌．

Answer 1

分析 分析圖解可知，圖中質(zhì)粒上含有限制性內(nèi)切酶EcoR I、BamH I的酶切位點(diǎn)、氨芐青霉素抗性基因、四環(huán)素抗性基因、啟動(dòng)子、終止子、復(fù)制原點(diǎn)．
其中兩個(gè)抗性基因一般用于篩選重組質(zhì)粒，并且當(dāng)限制酶切割質(zhì)粒時(shí)，四環(huán)素抗性基因被破壞，即失活，因此在篩選時(shí)應(yīng)選擇含有氨芐青霉素抗性基因而四環(huán)素抗性基因被破壞的重組質(zhì)粒．

解答 解：（1）質(zhì)粒是環(huán)狀DNA，DNA分子內(nèi)的兩條脫氧核苷酸鏈之間通過(guò)氫鍵連接．
（2）已知BamHI的識(shí)別序列為G↓GATCC，當(dāng)BamHI切割1分子該質(zhì)粒時(shí)，斷裂兩個(gè)磷酸二酯鍵，需要消耗2個(gè)水分子，同時(shí)產(chǎn)生2個(gè)粘性末端．
（3）①DNA分子中A和T之間以兩個(gè)氫鍵連接，結(jié)合力差，容易在末端產(chǎn)生單鏈，從而影響限制性內(nèi)切酶的作用；而G和C之間以三個(gè)氫鍵連接，因此一般研究中通常在酶切位點(diǎn)前后加G或C堿基而不是A或T．
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)表格數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)室中在BamH I識(shí)別序列前后各加2個(gè)CG堿基對(duì)時(shí)，切割率就達(dá)到了90%以上．
（4）①先將大腸桿菌接種到含氨芐青霉素的細(xì)菌培養(yǎng)基上培養(yǎng)，能生存下來(lái)的大腸桿菌是導(dǎo)入了重組質(zhì)�；蛸|(zhì)粒．
②將上一步培養(yǎng)出的菌落接種到含四環(huán)素的細(xì)菌培養(yǎng)基上培養(yǎng)，由于限制酶切割質(zhì)粒時(shí)，四環(huán)素抗性基因被破壞失活，因此不能生存的菌落就是需要的工程菌．
故答案為：
（1）氫鍵
（2）2    2個(gè)
（3）①2
②2
（4）①氨芐青霉素    導(dǎo)入了重組質(zhì)�；蛸|(zhì)粒
②四環(huán)素    不能

點(diǎn)評(píng) 本題考查了基因工程的應(yīng)用等相關(guān)知識(shí)．考查了學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和掌握情況，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理科學(xué)信息的能力，思維能力，分析和解決問(wèn)題的能力，具有一定的難度．