Question

8．如圖是利用基因工程方法生產(chǎn)重組人生長激素的有關(guān)資料．圖中質(zhì)粒表示基因工程中經(jīng)常選用的載體--pBR322質(zhì)粒，Amp^r表示青霉素抗性基因，Tet^r表示四環(huán)素抗性基因．普通大腸桿菌中不含Amp^r、Tet^r抗性質(zhì)粒．根據(jù)下圖回答下列問題（限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端均不相同）；

（1）過程②需要（逆）反轉(zhuǎn)錄酶，得到cDNA一般比從基因組文庫中獲得的目的基因要小的多，原因是不含內(nèi)含子或不含終止子或不含啟動子．過程④需要DNA連接酶，過程⑤中要提高成功率，常
用Ca²⁺（或CaCl₂溶液）處理大腸桿菌．
（2）如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ對質(zhì)粒pBR322進行切割，則形成的DNA片段共有9種．
（3）如果只用限制酶PstⅠ切割目的基因和質(zhì)粒pBR322，完成過程④⑤后，將三角瓶內(nèi)的大腸桿菌先接種到上圖中甲培養(yǎng)基上，形成菌落后用無菌牙簽挑取甲上的單個菌落，分別接種到乙和丙兩個培養(yǎng)基的相同位置上，一段時間后，菌落的生長狀況如上圖所示．接種到甲培養(yǎng)基上的目的是篩選含四環(huán)素抗性基因的大腸桿菌，含有目的基因的大腸桿菌在乙、丙培養(yǎng)基上在乙中不能存活（存活狀況），也可以用在丙中存活DNA分子雜交方法進行檢測．
（4）酵母菌細胞也常常作為基因工程的受體細胞，與大腸桿菌等細菌細胞相比，其優(yōu)點是在蛋白質(zhì)合成后，細胞可以對其進行加工（或修飾）并分泌到細胞外，便于提取．
（5）利用PCR技術(shù)擴增目的基因的過程中，目的基因受熱形成單鏈并與引物結(jié)合，
在Taq聚合酶或熱穩(wěn)定性聚合酶酶的作用下延伸形成DNA．
（6）蛋白質(zhì)工程的基本原理是：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列．

Answer 1

分析 根據(jù)圖示可知，含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌能在四環(huán)素培養(yǎng)基中生存，但不能在青霉素培養(yǎng)基中生存，可知切割質(zhì)粒時應(yīng)選用的酶是限制酶PstI，破壞了青霉素抗性基因．
甲、丙培養(yǎng)基中含有四環(huán)素，因此能在甲和丙中生長的大腸桿菌含有四環(huán)素抗性基因，包括導(dǎo)入普通質(zhì)粒和重組質(zhì)粒的大腸桿菌；
乙培養(yǎng)基中含有四環(huán)素和青霉素，因此能在乙中生長的是導(dǎo)入普通質(zhì)粒的大腸桿菌．
與丙相比，乙培養(yǎng)基中少了兩個菌落，說明丙培養(yǎng)基中這兩個菌落中的大腸桿菌成功導(dǎo)入了重組質(zhì)粒．

解答 解：（1）過程②是mRNa合成DNA過程，為逆轉(zhuǎn)錄過程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶．逆轉(zhuǎn)錄獲得的cDNA中沒有內(nèi)含子或不含終止子或不含啟動子，將目的基因與運載體連接需要DNA連接酶．將目的基因?qū)�入微生物細胞，常用CaCl₂ 處理，使之成為感受態(tài)細胞．
（2）PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ分3種酶分別用1，2，3表示，一種酶酶切時，一共可以得到3種不同長片段；兩種酶酶切時，可得到1-2，2-1，2-3，3-2，1-3，3-1六種片段；三種酶酶切，可得到1-2，2-3，3-1三種片段，與前面重復(fù)，因此一種可形成9種片段．
（3）在甲中能生長的是具有四環(huán)素抗性的細菌，含有四環(huán)素抗性基因；與丙相比，乙培養(yǎng)基中少了兩個菌落，說明丙培養(yǎng)基中這兩個菌落中的大腸桿菌成功導(dǎo)入了重組質(zhì)粒，而且目的基因插入質(zhì)粒后，破壞了青霉素抗性基因，使含有目的基因的大腸桿菌不能在含有青霉素的乙培養(yǎng)基上生長，但四環(huán)素基因是完好的，則含有目的基因的大腸桿菌能在含有四環(huán)素的丙培養(yǎng)基上生長．目的基因的檢測也可用DNA分子雜交法．
（4）酵母菌為真核生物，細胞內(nèi)具有對分泌蛋白加工的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等細胞器，細菌等原核生物，不具有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等細胞器．
（5）利用PCR技術(shù)擴增目的基因的過程中，目的基因受熱形成單鏈并與引物結(jié)合，在Taq聚合酶或熱穩(wěn)定性聚合酶酶的作用下延伸形成DNA．
（6）蛋白質(zhì)工程的基本原理是：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列．
故答案為：
（1）（逆）反轉(zhuǎn)錄   不含內(nèi)含子或不含終止子或不含啟動子    DNA連接    Ca²⁺（或CaCl₂溶液）
（2）9
（3）含四環(huán)素抗性基因   在乙中不能存活    在丙中存活DNA分子雜交
（4）加工（或修飾）
（5）單     引物        Taq聚合酶或熱穩(wěn)定性聚合酶
（6）預(yù)期的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)   應(yīng)有的氨基酸序列    相應(yīng)的脫氧核苷酸序列

點評 本題考查基因工程的操作等知識點，意在考查學(xué)生的識圖和理解能力，屬于中檔題，解題的關(guān)鍵是理解標(biāo)記基因結(jié)構(gòu)完整，則能在對應(yīng)培養(yǎng)基中生長．