Question

回答下列有關(guān)基因工程的問題．
（1）基因工程中使用的限制酶，其特點(diǎn)是

 

．
如圖四種質(zhì)粒含有E1和E2兩種限制酶的識(shí)別，Ap^r表示抗青霉素的抗性基因，Tc^r表示抗四環(huán)素的抗性基因．
（2）將兩端用E1切開的Tc^r基因與用E1切開的質(zhì)粒X-1混合連接，連接后獲得的質(zhì)粒類型有

 

．（可多選）
A．X-1
B．X-2
C．X-3
D．X-4
（3）若將上圖所示X-1、X-2、X-3、X-4四種質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌，然后分別涂布在含有青霉素或四環(huán)素的兩種培養(yǎng)基上．在這兩種培養(yǎng)上均不能生長的大腸桿菌細(xì)胞類型有

 

、

 

．
（4）如果X-1用E1酶切，產(chǎn)生850對(duì)堿基和3550對(duì)堿基兩種片段：那么質(zhì)粒X-2（Tc^r基因的長度為1200對(duì)堿基）用E2酶切后的片段長度為

 

對(duì)堿基．
（5）若將外源的Tc^r基因兩端用E2切開，再與用E2切開的X-1混合連接，并導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞，結(jié)果顯示，含X-4的細(xì)胞數(shù)與含X-1的細(xì)胞數(shù)之比為13，增大DNA連接酶用量能否提高上述比值？

 

．原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù)

專題：

分析：（1）“分子手術(shù)刀”--限制性核酸內(nèi)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(shí)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(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性．
③結(jié)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：
a、相同點(diǎn)：都縫合磷酸二酯鍵．
b、區(qū)別：E?coliDNA連接酶來源于T₄噬菌體，只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來；而T4DNA連接酶能縫合兩種末端，但連接平末端的之間的效率較低．
②與DNA聚合酶作用的異同：DNA聚合酶只能將單個(gè)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(gè)DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵．
（3）“分子運(yùn)輸車”--載體
①載體具備的條件：能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存；具有一至多個(gè)限制酶切點(diǎn)，供外源DNA片段插入；具有標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇．
②最常用的載體是質(zhì)粒，它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單的、獨(dú)立于細(xì)菌染色體之外，并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子．
③其它載體：噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒
（4）黏性末端：
當(dāng)一種限制性內(nèi)切酶在一個(gè)特異性的堿基序列處切斷DNA時(shí)，就可在切口處留下幾個(gè)未配對(duì)的核苷酸片段，即5’突出．這些片斷可以通過重疊的5′末端形成的氫鍵相連，或者通過分子內(nèi)反應(yīng)環(huán)化．因此稱這些片段具有粘性，叫做粘性末端．
當(dāng)限制性內(nèi)切酶作用于特定的DNA時(shí)，把這段序列沿著特定的切點(diǎn)切開的這個(gè)過程分兩種情況：
①沿著中軸線切口（即沿著DNA雙鏈中對(duì)應(yīng)的磷酸二酯鍵）切開，得到的就是兩個(gè)平末端；
②在中軸線的兩端切口切開，得到的就是兩個(gè)黏性末端．例如：EcoRⅠ限制性內(nèi)切酶就可以識(shí)別G/AATTC的DNA序列，然后在G和A間切開，得到的就是兩個(gè)黏性末端（之間可以根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則重組）限制酶的切口不都是一長一短的，一長一短的叫黏性末端，一樣長的叫平末端．“粘性末端”在高中教材中也作“黏性末端”．

解答： 解：（1）基因工程中使用的限制酶，其特點(diǎn)是特異性地識(shí)別和切割DNA．
（2）用限制酶E1切開質(zhì)粒X-1后，質(zhì)粒X-1暴露出兩個(gè)粘性末端，APr被切下．兩端用E1切開的Tcr基因含有與上述切割后的質(zhì)粒X-1，Apr含有相同的粘性末端，混合后可形成X-1、X-2和X-3．
（3）含質(zhì)粒X-1的細(xì)胞可在含青霉素培養(yǎng)基上生長，含質(zhì)粒X-2的細(xì)胞可在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生長；含質(zhì)粒X-3的細(xì)胞不含抗性基因，不能在兩種培養(yǎng)基上生長；不含有質(zhì)粒的細(xì)胞也不能在兩種培養(yǎng)基上生長．
（4）X-2的長度為1200+3550=4750，用E2酶切后質(zhì)粒由環(huán)狀變?yōu)殒湢睿?br />（5）兩段DNA粘性末端相同，DNA連接酶對(duì)DNA片段沒有選擇性，故增大DNA連接酶用量不能提高上述比例．
故答案為：
（1）特異性地識(shí)別和切割DNA
（2）ABC
（3）無質(zhì)粒的細(xì)胞　含X-3的細(xì)胞
（4）4750
（5）不能　DNA連接酶對(duì)DNA片段沒有選擇性/兩段DNA末端相同

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查學(xué)生對(duì)DNA重組技術(shù)的基本工具等考點(diǎn)的理解．