Question

10．ch1L基因是藍(lán)細(xì)菌（藍(lán)藻）DNA上控制葉綠素合成的基因，為研究該基因?qū)θ~綠素合成的控制，需要構(gòu)建該種生物缺失ch1L基因的變異株細(xì)胞．技術(shù)路線如圖甲所示，請(qǐng)據(jù)圖分析回答問題．

（1）與真菌相比較，藍(lán)細(xì)菌在結(jié)構(gòu)上最主要的特點(diǎn)是沒有核膜包被的細(xì)胞核．
（2）①②過程中均使用的工具酶有限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶．
（3）構(gòu)建重組質(zhì)粒B在整個(gè)操作過程中的目的是破壞ch1L基因和操作成功后篩選出該變異株．
（4）若含有ch1L基因的DNA片段和選用的質(zhì)粒上的限制酶切割位點(diǎn)如圖乙所示．請(qǐng)回答問題：
①構(gòu)建含ch1L基因的重組質(zhì)粒A時(shí)，應(yīng)選用的限制酶是酶1和酶3，對(duì)質(zhì)粒和含ch1L基因的DNA進(jìn)行切割．
②同時(shí)用酶1和酶4切割圖乙中的質(zhì)粒，則產(chǎn)生含有1500對(duì)堿基和8200對(duì)堿基的兩種片段；用圖中四種酶同時(shí)切割此質(zhì)粒，則產(chǎn)生含有500對(duì)堿基和8200對(duì)堿基的兩種片段；若換用酶1和酶3同時(shí)切割此質(zhì)粒，則產(chǎn)生的片段是含有1000對(duì)堿基和8700對(duì)堿基的兩種片段
（5）可用PCR技術(shù)對(duì)ch1L基因擴(kuò)增時(shí)，需一對(duì)引物I、II，從理論上推測，該DNA分子通過PCR擴(kuò)增四次，產(chǎn)物中含有引物I的DNA片段所占的比例為$\frac{15}{16}$．

Answer 1

分析 分析題圖：①②是基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，需要限制酶和DNA連接酶；③是將重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞的過程．含有chlL基因的外源DNA分子含有限制酶1、2和3的切割位點(diǎn)，但限制酶2的切割位點(diǎn)位于目的基因上，所以構(gòu)建含chlL基因的重組質(zhì)粒A時(shí)，應(yīng)選用的限制酶1和酶3，對(duì)質(zhì)粒和含ch1l基因的DNA進(jìn)行切割．

解答 解：（1）藍(lán)細(xì)菌是原核生物，真菌是真核生物，原核生物與真核生物相比，最主要的特點(diǎn)是原核細(xì)胞沒有被核膜包被的成形的細(xì)胞核．
（2）①②是基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，該過程中需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和質(zhì)粒，再用DNA連接酶將目的基因與質(zhì)粒連接形成重組質(zhì)粒．
（3）②過程是將紅霉素抗性基因插入chlL基因，這樣可以破壞ch1l基因，同時(shí)使重組質(zhì)粒含有標(biāo)記基因，便于篩選出導(dǎo)入重組質(zhì)粒B的藍(lán)細(xì)菌．
（4）①含有chlL基因的外源DNA分子含有限制酶1、2和3的切割位點(diǎn)，但限制酶2的切割位點(diǎn)位于目的基因上，所以構(gòu)建含chlL基因的重組質(zhì)粒A時(shí)，應(yīng)選用的限制酶1和酶3，對(duì)質(zhì)粒和含ch1l基因的DNA進(jìn)行切割．
②同時(shí)用酶1和酶4切割圖乙中的質(zhì)粒，則產(chǎn)生含有1500對(duì)堿基和8200對(duì)堿基的兩種片段；用圖中四種酶同時(shí)切割此質(zhì)粒，則產(chǎn)生含有500對(duì)堿基和8200對(duì)堿基的兩種片段，這說明限制酶1和限制酶2之間有500個(gè)堿基對(duì)，限制酶2和限制酶3之間有500個(gè)堿基對(duì)，限制酶3和限制酶4之間也有500個(gè)堿基對(duì)，因此換用酶l和酶3同時(shí)切割此質(zhì)粒，則產(chǎn)生的片段是1000對(duì)堿基和8700對(duì)堿基．
（5）可用PCR技術(shù)對(duì)ch1L基因擴(kuò)增時(shí)，需一對(duì)引物I、II，從理論上推測，該DNA分子通過PCR擴(kuò)增四次，產(chǎn)物中含有引物I的DNA片段所占的比例為$\frac{{2}^{4}-1}{{2}^{4}}=\frac{15}{16}$．
故答案為：
（1）沒有核膜包被的細(xì)胞核
（2）限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶
（3）破壞ch1L基因　     操作成功后篩選出該變異株
（4）①酶1和酶3　質(zhì)粒和含ch1L基因的DNA
②含有1 000對(duì)堿基和8 700對(duì)堿基的兩種片段
（5）$\frac{15}{16}$

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合圖解，考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的概念、操作工具及操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié)，能結(jié)合圖中信息準(zhǔn)確答題．