Question

【題目】科學(xué)家將人的生長激素基因與大腸桿菌的DNA分子進(jìn)行重組，并成功地在大腸桿菌中得以表達(dá)。但在進(jìn)行基因工程的操作過程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選。已知限制酶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—，請據(jù)圖回答：

（1）過程①所需要的酶是_________________

（2）在構(gòu)建基因表達(dá)載體的過程中，應(yīng)用限制酶______切割質(zhì)粒，用限制酶______切割目的基因。用限制酶切割目的基因和載體后形成的黏性末端通過__________________原則進(jìn)行連接。人的基因之所以能與大腸桿菌的DNA分子進(jìn)行重組，原因是_______________________

（3）在過程③中一般將受體大腸桿菌用Cacl2溶液進(jìn)行處理，用以增大細(xì)胞壁的通透性，使________________________容易進(jìn)入受體細(xì)胞。

（4）將得到的大腸桿菌B涂布在一個含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，得到如圖a所示的結(jié)果（圓點表示菌落），該結(jié)果說明能夠生長的大腸桿菌中已導(dǎo)入了____________________，反之則沒有導(dǎo)入；再將滅菌絨布按到培養(yǎng)基a上，使絨布表面沾上菌落，然后將絨布按到含四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖b所示的結(jié)果（圓圈表示與圖a中培養(yǎng)基上對照無菌落的位置）。與圖b圓圈相對應(yīng)的圖a中的菌落表現(xiàn)型是__________________________，這些大腸桿菌中導(dǎo)入了________________。

Answer 1

【答案】 逆轉(zhuǎn)錄酶 Ⅰ Ⅱ 堿基互補(bǔ)配對 人的基因與大腸桿菌DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)相同 含有目的基因的重組質(zhì)粒 普通質(zhì)�；蛑亟M質(zhì)粒 抗氨芐青霉素而不抗四環(huán)素 重組質(zhì)粒

【解析】分析題圖：圖示表示利用基因工程培育抗蟲棉過程，其中①表示通過mRNA為模板合成目的基因的逆轉(zhuǎn)錄過程；②表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，該過程需要限制酶和DNA連接酶；③表示將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞。

（1）過程①是以mRNA為模板形成目的基因的過程，屬于逆轉(zhuǎn)錄，此過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化。

（2）在構(gòu)建基因表達(dá)載體時，需用限制酶對目的基因和質(zhì)粒進(jìn)行切割以形成相同的黏性末端。質(zhì)粒如果用限制酶Ⅱ來切割的話，將會在質(zhì)粒在出現(xiàn)兩個切口且抗生素抗性基因全被破壞，故質(zhì)粒只能用限制酶Ⅰ切割（破壞四環(huán)素抗性基因而保留氨芐青霉素抗性基因，即將來形成的重組質(zhì)粒能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中生存而在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能生存）；目的基因兩端都出現(xiàn)黏性末端時才能和質(zhì)粒發(fā)生重組，故目的基因只有用限制酶Ⅱ切割時，才會在兩端都出現(xiàn)黏性末端。黏性末端其實是被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，這個切口上帶有幾個伸出的核苷酸，它們之間正好通過堿基互補(bǔ)配對進(jìn)行連接。來源不同的DNA之所以能發(fā)生重新組合，主要原因是兩者的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)相同，都是雙螺旋結(jié)構(gòu)，基本組成單位都是脫氧核苷酸等。

（3）如果受體細(xì)胞是細(xì)菌，常用CaCl2溶液處理細(xì)胞，以增大細(xì)胞壁的通透性，使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中含有目的基因的重組質(zhì)粒的生理狀態(tài)，即感受態(tài)。

（4）如果大腸桿菌在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中能生存的話，說明該細(xì)菌已獲得抗該抗生素的能力，體內(nèi)已導(dǎo)入了該抗生素的基因（普通質(zhì)粒或重組質(zhì)粒都含有該基因）；圖a中能生存的菌落為抗氨芐青霉素的菌落，轉(zhuǎn)移到含四環(huán)素培養(yǎng)基的菌落不變，但有的菌落不能生存，說明這些菌落抗氨芐青霉素而不抗四環(huán)素；那么這些大腸桿菌體內(nèi)導(dǎo)入的應(yīng)是重組質(zhì)粒，如果是普通質(zhì)粒的話，應(yīng)該既抗氨芐青霉素又抗四環(huán)素，在圖a、b中都應(yīng)該存在。