Question

【題目】如圖所示為三種質(zhì)粒和一個含目的基因的DNA片段示意圖。圖中Ap為氨芐青霉素抗性基因，Tc為四環(huán)素抗性基因，lacZ為藍(lán)色顯色基因(能使含該基因的大腸桿菌菌落呈藍(lán)色)。圖中EcoRⅠ、PvuⅠ為兩種限制酶，括號內(nèi)的數(shù)字表示限制酶切割位點與復(fù)制原點的距離。請據(jù)圖分析并回答問題：

（1）若需獲得圖中目的基因，可選用________限制酶。

（2）片段D是目的基因中的某一片段，下列敘述錯誤的有________(填字母)。

a．該圖中含有兩個密碼子

b．圖中③和④代表兩個不同的脫氧核苷酸

c．若只用該片段中的3個堿基對，可以排列出43種片段

d． DNA聚合酶和DNA連接酶都可作用于②處，解旋酶作用中①處

（3）圖中最適合作為目的基因運(yùn)載體的質(zhì)粒是B，而A、C兩種質(zhì)粒不能作為運(yùn)載體的理由分別是________。

（4）用目的基因和質(zhì)粒B構(gòu)建重組質(zhì)粒后用EcoRⅠ完全酶切并進(jìn)行電泳觀察，可出現(xiàn)長度為1．1 kb和________kb，或者________kb和________kb的片段。(重組質(zhì)粒上目的基因的插入位點與EcoRⅠ的識別位點之間的堿基對忽略不計)

（5）將分別用限制酶PvuⅠ切開的質(zhì)粒B溶液與目的基因溶液混合，加入DNA連接酶連接后，并進(jìn)行導(dǎo)入大腸桿菌受體細(xì)胞的操作之后，從菌落的顏色和對抗生素抗性的角度分析，受體細(xì)胞的類型有________種。若菌落表現(xiàn)為具有氨芐青霉素抗性、不呈藍(lán)色，說明導(dǎo)入對應(yīng)受體細(xì)胞的DNA為_______________________。

Answer 1

【答案】PvuⅠ abc A缺少標(biāo)記基因；質(zhì)粒C在用和目的基因相同的限制酶切割時，復(fù)制原點會被限制酶切割，會影響重組質(zhì)粒的自主復(fù)制 5．6 3．1 3．6 3 重組質(zhì)粒(或質(zhì)粒B—目的基因連接)或質(zhì)粒B—質(zhì)粒B反向連接

【解析】

DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點：

DNA分子是由兩條鏈組成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。

DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。

兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且堿基配對有一定的規(guī)律：A(腺嘌呤)一定與T(胸腺嘧啶)配對；G(鳥嘌呤)一定與C(胞嘧啶)配對。堿基之間的這種一一對應(yīng)的關(guān)系，叫做堿基互補(bǔ)配對原則。

作為運(yùn)載體的質(zhì)粒需要具備的特征

能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存；具有多個限制酶切點；具有某些標(biāo)記基因便于進(jìn)行篩選。

所以，質(zhì)粒在基因工程中經(jīng)常被用作運(yùn)載體，作為運(yùn)載體的質(zhì)粒都是經(jīng)過人工改造的。

（1）圖中目的基因的兩端有PvuⅠ限制酶的切割位點，故若要獲得圖中目的基因，可選用PvuⅠ限制酶來進(jìn)行切割。

（2）片段D是目的基因中的某一片段，下列敘述錯誤的有:

a．基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，密碼子在mRNA上，故該圖中沒有密碼子，a錯誤；

b．圖中③是一種脫氧核苷酸，而④不代表兩脫氧核苷酸，b錯誤；

c．若只用該片段中的3個堿基對，可以排列出33種片段,c錯誤；

d．DNA聚合酶和DNA連接酶都可作用于磷酸二酯鍵，即②處，解旋酶作用中氫鍵，即①處，d正確。故選abc。

（3）作為運(yùn)載體的質(zhì)粒必須具有標(biāo)記基因，而且需要有多個限制酶切點，復(fù)制原點也是構(gòu)建基因表達(dá)載體必須具備的，而質(zhì)粒A中缺少標(biāo)記基因；質(zhì)粒C在用和目的基因相同的限制酶切割時，復(fù)制原點會被限制酶切割，會影響重組質(zhì)粒的自主復(fù)制，故圖中最適合作為目的基因運(yùn)載體的質(zhì)粒是B。

（4）析圖可知，目的基因上存在著EcoRI酶的切割位點，構(gòu)建重組質(zhì)粒時使用PvuI，重組質(zhì)粒長度為2.7+4=6.7kb，目的基因可正向或反向連接到質(zhì)粒上。使用EcoRI切割之后進(jìn)行電泳檢測。若電泳圖譜中出現(xiàn)長度為1.1kb(0.8-0.7+1.0)和5.6kb[2.7-（0.8-0.7+（4.0-1.0）]或者3.1kb[(0.8-0.7)+3.0]和.3.6kb[2.7-(0.8-0.7)+1.0]的片段，故用目的基因和質(zhì)粒B構(gòu)建重組質(zhì)粒后用EcoRⅠ完全酶切并進(jìn)行電泳觀察，可出現(xiàn)長度為1．1 kb和5.6kb，或者3.1kb和3.6kb的片段。

（5）將分別用限制酶PvuⅠ切開的質(zhì)粒B溶液與目的基因溶液混合，加入DNA連接酶連接后，由于用相同的限制酶切割質(zhì)粒和目的基因，故兩者產(chǎn)生相同的黏性末端，在連接酶的作用下會出現(xiàn)兩兩連接的三種環(huán)狀，即重組質(zhì)粒、目的基因—目的基因連接或質(zhì)粒B—質(zhì)粒B反向連接三種類型，導(dǎo)入大腸桿菌受體細(xì)胞之后，獲得3種類型的受體細(xì)胞，從菌落的顏色和對抗生素抗性的角度分析，若菌落表現(xiàn)為具有氨芐青霉素抗性、不呈藍(lán)色，說明導(dǎo)入的DNA中含有抗氨芐青霉素的基因，同時不含有l(wèi)acZ基因，可推知導(dǎo)入對應(yīng)受體細(xì)胞的DNA為重組質(zhì)粒(或質(zhì)粒B—目的基因連接)或質(zhì)粒B—質(zhì)粒B反向連接。