Question

科學(xué)家將人的生長(zhǎng)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(guò)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(shí)別序列和切點(diǎn)是-G^↓GATCC-，限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是-^↓GATC-，據(jù)圖回答：

（1）過(guò)程①表示的是采取

 

的方法來(lái)獲取目的基因．基因工程的關(guān)鍵步驟是

 

．（用圖中數(shù)據(jù)表示）
（2）根據(jù)圖示分析，在構(gòu)建基因表達(dá)載體過(guò)程中，應(yīng)用限制酶

 

切割質(zhì)粒，形成了

 

的粘性末端（將粘性末端寫出），用限制酶

 

酶切割目的基因．用限制酶切割目的基因和運(yùn)載體后形成的黏性末端通過(guò)

 

原則進(jìn)行連接，在DNA連接酶的作用下形成了

 

鍵．
（3）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

 

．
（4）人體的生長(zhǎng)激素基因能在細(xì)菌體內(nèi)成功表達(dá)是因?yàn)?div id="cjxwe7c" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．寫出目的基因?qū)�入�?xì)菌中表達(dá)的過(guò)程

 

．
（5）過(guò)程③需要用

 

處理細(xì)菌B，使細(xì)菌B處于

 

（狀態(tài)）．為了檢測(cè)大腸桿菌B是否導(dǎo)入了重組質(zhì)粒，需要將它涂布在一個(gè)含有

 

的培養(yǎng)基上，能夠生長(zhǎng)的，說(shuō)明已導(dǎo)入了

 

，反之則沒(méi)有導(dǎo)入．
（6）通過(guò)檢測(cè)

 

來(lái)判斷基因工程是否成功，檢測(cè)的方法是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù)

專題：

分析：獲得目的基因的方法：①?gòu)幕�因文�?kù)中獲取 ②利用PCR技術(shù)擴(kuò)增 ③人工合成（化學(xué)合成）．據(jù)圖分析可知，人的生長(zhǎng)激素基因是人工合成的，采取的方法是利用人的生長(zhǎng)激素基因的mRNA為模板，進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄．
目的基因能插入宿主DNA，與大腸桿菌的DNA分子進(jìn)行重組，原因是它們的成分和結(jié)構(gòu)相同，都是由四種脫氧核苷酸組成的雙螺旋結(jié)構(gòu)．所有的生物都共用一套密碼子，所以人體的生長(zhǎng)激素基因能在細(xì)菌體內(nèi)的核糖體上成功表達(dá)．
將得到的大腸桿菌B涂布在一個(gè)含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，因質(zhì)粒上有抗氨芐青霉素基因，且重組質(zhì)粒上的抗氨芐青霉素基因，也沒(méi)有被破壞，所以如果大腸桿菌B能夠生長(zhǎng)，說(shuō)明已導(dǎo)入了含抗氨芐青霉素基因的普通質(zhì)�；蛑亟M質(zhì)粒，反之則沒(méi)有導(dǎo)入．

解答： 解：（1）過(guò)程①是以mRNA為模板形成基因的過(guò)程，屬于反轉(zhuǎn)錄，此過(guò)程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的參與．
（2）在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需用限制酶對(duì)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(lái)切割的話，將會(huì)在質(zhì)粒在出現(xiàn)兩個(gè)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)素抗性而保留氨芐青霉素抗性，即將來(lái)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），形成的黏性末端是GATC；目的基因兩端都出現(xiàn)黏性末端時(shí)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(shí)，才會(huì)在兩端都出現(xiàn)黏性末端．黏性末端其實(shí)是被限制酶切開(kāi)的DNA兩條單鏈的切口，這個(gè)切口上帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，它們之間正好通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)進(jìn)行連接．在DNA連接酶的作用下形成了磷酸二酯鍵．
（3）人的基因之所以能與大腸桿菌的DNA分子進(jìn)行重組，原因是人的基因與大腸桿菌DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)相同．
（4）所有的生物都共用一套密碼子，所以人體的生長(zhǎng)激素基因能在細(xì)菌體內(nèi)成功表達(dá)，過(guò)程是生長(zhǎng)激素基因

轉(zhuǎn)錄

mRNA

翻譯

生長(zhǎng)激素．
（5）過(guò)程③需要用Ca²⁺處理細(xì)菌B，增大細(xì)胞壁的通透性，使細(xì)菌B處于感受態(tài)細(xì)胞．因本題上有2個(gè)標(biāo)記基因，但抗四環(huán)素基因被插入的基因破壞掉，因此剩下的是抗氨芐青霉素抗性基因，如果在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上能生長(zhǎng)，說(shuō)明已經(jīng)導(dǎo)入了重組質(zhì)�；蚱胀ㄙ|(zhì)粒A，因?yàn)槠胀ㄙ|(zhì)粒和重組質(zhì)粒都含有抗氨芐青霉素的基因．
（6）通過(guò)檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)來(lái)判斷基因工程是否成功，檢測(cè)的方法是抗原-抗體雜交技術(shù)．
故答案為：
（1）反轉(zhuǎn)錄（人工合成）              基因表達(dá)載體的構(gòu)建
（2）ⅠGATCⅡ堿基互補(bǔ)配對(duì)            磷酸二酯
（3）人的基因與大腸桿菌DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)相同
（4）共同一套（遺傳）密碼子                   生長(zhǎng)激素基因

轉(zhuǎn)錄

mRNA

翻譯

生長(zhǎng)激素
（5）Ca²⁺感受態(tài)細(xì)胞            氨芐青霉素           普通質(zhì)�；蛑亟M質(zhì)粒
（6）目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)             抗原-抗體雜交技術(shù)

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查與基因工程相關(guān)的知識(shí)，如基因工程的基本工具、基因工程的操作程序等，意在考查考生能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋并做出合理判斷得出正確結(jié)論的能力．