Question

3．圖（a）中的三個DNA片段上以此表示出了EcoRI、BamHI和Sau3AI三種限制性內切酶的識別序列與切割位點，圖（b）為某種表達載體示意圖（載體上的EcoRI、Sau3AI的切點是唯一的）

根據(jù)基因工程的有關知識，回答下列問題：
（1）經(jīng)BamHI酶切割得到的目的基因可以與上述表達載體被Sau3AI酶切后的產(chǎn)物連接，理由是兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端．
（2）若某人利用圖（b）所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖（c）所示．這三種重組子中，不能在宿主細胞中表達目的基因產(chǎn)物的有甲、丙，不能表達的原因是甲中目的基因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉錄．
（3）DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有E•coliDNA連接酶和T₄DNA連接酶，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是T₄DNA連接酶．

Answer 1

分析 1、“分子手術刀”--限制性核酸內切酶（限制酶）
（1）來源：主要是從原核生物中分離純化出來的．
（2）功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，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開，因此具有專一性．
（3）結果：經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端．
2、“分子縫合針”--DNA連接酶
（1）兩種DNA連接酶（E•coliDNA連接酶和T₄DNA連接酶）的比較：
①相同點：都縫合磷酸二酯鍵．
②區(qū)別：E•coliDNA連接酶來源于大腸桿菌，只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來；而T₄DNA連接酶來源于T₄噬菌體，可用于連接粘性末端和平末端，但連接效率較低．
（2）與DNA聚合酶作用的異同：DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵．DNA連接酶是連接兩個DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵．
3、基因表達載體的組成：目的基因+啟動子+終止子+標記基因
（1）啟動子：是一段有特殊結構的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位，能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質．
（2）終止子：也是一段有特殊結構的DNA片段，位于基因的尾端．
（3）標記基因的作用：是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來．常用的標記基因是抗生素基因．

解答 解：（1）分析圖解可知，限制酶Sau3AI和BamHI酶切割后形成的黏性末端相同，因此經(jīng)BamHI酶切割得到的目的基因可以與上述表達載體被Sau3AI酶切后的產(chǎn)物連接．
（2）在基因表達載體中，啟動子位于目的基因的首端，終止子應位于目的基因的尾端，這樣的基因才能表達．圖中甲和丙均不符合，所以不能在宿主細胞中表達目的基因產(chǎn)物．
（3）DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有E•coliDNA連接酶和T₄DNA連接酶，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是T₄DNA連接酶．
故答案為：
（1）Sau3AI   兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端
（2）甲、丙    甲中目的基因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉錄
（3）E•coliDNA連接酶    T₄DNA連接酶      T₄DNA連接酶

點評 本題著重考查了基因工程的操作工具，要求考生能夠掌握限制酶的特點，明確不同限制酶切割形成的相同的末端之間能夠連接；識記基因表達載體的組成，明確啟動子和終止子在基因表達中的作用，識記DNA連接酶的種類和功能區(qū)別．