Question

如圖1為某種質粒表達載體簡圖，amp^R為青霉素抗性基因，tct^R為四環(huán)素抗性基因，小箭頭所指分別為位于tct^R上的限制性內切酶EcoRI、BamHI的酶切位點，P為啟動子，T為終止子（轉錄終止位點），ori為復制原點．已知目的基因的兩端分別有EcoRI、BamHI的酶切位點．

（1）將含有目的基因的DNA與質粒表達載體分別用EcoRI酶切，酶切產物用DNA連接酶進行連接后，其中由兩個DNA片段之間連接形成的產物有

 

種．
（2）用上述由兩個DNA片段之間形成的連接產物與無任何抗藥性的原核宿主細胞在適宜環(huán)境下共同培養(yǎng)，然后接種到含四環(huán)素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主細胞所含有的連接產物是載體--載體連接物．若接種到含青霉素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主細胞所含有的連接產物是

 

．
（3）目的基因表達時，RNA聚合酶識別和結合的位點是啟動子，其合成的產物是

 

．
（4）在上述實驗中，為了防止目的基因和質粒表達載體在酶切后產生的末端發(fā)生任意連接，酶切時應選用的酶是

 

．德國科學家最近培育出一種可以生產乙肝疫苗的轉基因胡蘿卜，通過生吃或者榨汁食用，就可以達到接種疫苗的效果，簡便易行．但科學家表示，該方法還需進一步試驗來驗證疫苗療效．如圖2為乙肝疫苗的轉基因胡蘿卜生產部分過程的示意圖．
（5）a、b過程在遺傳學上稱為

 

、

 

，b過程需以mRNA為模板，

 

為原料，還需要的條件是ATP、

 

、DNA聚合酶等．
（6）除了圖示方法可以獲取目的基因外，請你再寫出一種方法：

 

．
（7）基因在胡蘿卜細胞內表達的過程分為轉錄和翻譯，在基因工程的檢測中分別用

 

、

 

方法．

Answer 1

考點：基因工程的應用

專題：

分析：分析圖1：用EcoRI酶切出的目的基因和質粒具有相同的黏性末端，如果放在一起加入DNA連接酶，則可出現3種連接結果．載體自身形成的連接物能重新形成完整的tet^R基因，具有抗四環(huán)素的特點，其他連接物中tet^R基因被限制性內切酶破壞，不再具有抗四環(huán)素的特點；在整個操作過程中，amp^R基因保持完整，載體（質粒）自身連接形成的連接物和目的基因-載體連接物（重組質粒）都具有抗青霉素的特性．
分析圖2：a是轉錄過程，b是逆轉錄過程，c是基因表達載體的構建過程．

解答： 解：（1）用EcoRI酶切出的目的基因和質粒具有相同的黏性末端，如果放在一起加入DNA連接酶，則可出現3種連接結果，即目的基因自身連接形成的連接物，載體自身連接形成的連接物和重組質粒，要通過篩選、純化才能選出符合要求的DNA．
（2）載體自身形成的連接物能重新形成完整的tet^R基因，具有抗四環(huán)素的特點，其他連接物中tet^R基因被限制性內切酶破壞，不再具有抗四環(huán)素的特點；在整個操作過程中，amp^R基因保持完整，載體（質粒）自身連接形成的連接物和目的基因-載體連接物（重組質粒）都具有抗青霉素的特性．
（3）RNA聚合酶與相關基因的啟動子結合，完成的是轉錄過程，轉錄的產物是mRNA．
（4）將含有目的基因的靶DNA片段和載體分別用兩個不同的限制性內切酶切割，使兩種DNA片段自身的5′和3′黏性末端不同，但二者相同末端又互補，這明顯減少靶DNA片段和載體自身環(huán)化與串連，使外源DNA片段能正確插入載體啟動子下游．在本題中目的基因兩端有EcoRI酶切點和BamHI酶切點，在質粒載體上也有這兩種酶的切點，所以可以用這兩種酶切出非同源性互補末端來阻止其他連接．
（5）由以上分析可知：a是轉錄過程，b是逆轉錄過程．逆轉錄過程需以mRNA為模板，脫氧核苷酸為原料合成DNA，該過程還需要的條件是ATP、逆轉錄酶、DNA聚合酶等．
（6）獲取目的基因的方法有：依據蛋白質的氨基酸序列推測出DNA序列后人工合成、從基因文庫中獲�。�
（7）在基因工程的檢測目的基因是否轉錄形成mRNA，用的分子雜交技術；檢測目的基因是否翻譯形成蛋白質，用的是抗原-抗體雜交法．
故答案：（1）3
（2）目的基因-載體連接物、載體-載體連接物 
（3）mRNA
（4）EcoRI和BamHI
（5）轉錄    逆轉錄   脫氧核苷酸   逆轉錄酶
（6）限制酶切法（依據蛋白質的氨基酸序列推測出DN序列后人工合成、從基因文庫中獲�。�
（7）分子雜交     抗原-抗體雜交反應

點評：本題結合流程圖和質粒示意圖，考查基因工程的相關知識，意在考查考生的識記能力和識圖能力；能理解所學知識要點，把握知識間內在聯系，形成知識網絡結構的能力；能運用所學知識，解決生物學問題的能力．