Question

1．請分析回答下列關(guān)于基因工程的問題：
某種大腸桿菌的質(zhì)粒中含有β-半乳糖苷酶α片段序列（圖2），大腸桿菌的DNA分子中則含有β-半乳糖酶ω片段序列（圖1），由于天然大腸桿菌同時具備這兩種片段序列，可以使培養(yǎng)基中含有X-gal底物轉(zhuǎn)變成藍(lán)色產(chǎn)物，當(dāng)缺少任意一個α或ω片段序列，X-gal底物不能轉(zhuǎn)變成藍(lán)色產(chǎn)物．HindⅢ、EcoRI、BamHI分別為三種限制性內(nèi)切酶，下圖3中箭頭所指為三種限制酶的切點．

（1）要能篩選出轉(zhuǎn)基因菌種，應(yīng)選用的限制性內(nèi)切酶是EcoRI，選擇的依據(jù)是切斷α片段序列，為重組DNA分子的篩選提供標(biāo)記
（2）控制F8的基因也可以通過人體細(xì)胞相應(yīng)的mRNA來合成，該合成的過程稱為逆（反）轉(zhuǎn)錄．如果F8基因表示人生長激素基因，則相應(yīng)的mRNA可以從人體垂體細(xì)胞（下丘腦細(xì)胞/垂體細(xì)胞/下丘腦和垂體細(xì)胞/所有體細(xì)胞）中獲�。�
（3）重組質(zhì)粒形成與否需要鑒定和篩選，方法是將重組質(zhì)粒的DNA分子導(dǎo)入大腸桿菌，通過含抗生素的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，觀察大腸桿菌的生長、繁殖情況進(jìn)行判斷，如甲圖．

在篩選時應(yīng)該先用選擇培養(yǎng)基AA（A/B）．
（4）將經(jīng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)處理過的質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌后，再將大腸桿菌接種到含有X-gal底物的培養(yǎng)基培養(yǎng)一段時間后，培養(yǎng)基中出現(xiàn)較多的藍(lán)色菌落，這是因為同一種限制酶作用的目的基因、質(zhì)粒具有相同的粘性末端，因此會出現(xiàn)質(zhì)粒的自身環(huán)化的空載現(xiàn)象，空載質(zhì)粒含有完整的α、ω片段序列，能利用培養(yǎng)基中的X-gal底物產(chǎn)生藍(lán)色產(chǎn)物．
（5）控制F8的基因能在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)得到表達(dá)，其遺傳學(xué)基礎(chǔ)是各種生物共用一套遺傳密碼子．
（6）如果控制F8的基因長度為3000堿基對（bp），用限制性核酸內(nèi)切酶酶切后進(jìn)行凝膠電泳，使降解產(chǎn)物分開．用酶A單獨酶切，結(jié)果如下圖l．用酶B單獨酶切，結(jié)果如圖乙2．用酶A和酶B同時酶切，結(jié)果如圖乙3．請畫出該基因同時用酶A和酶B酶切時的作用位點示意圖（并標(biāo)注好酶切后堿基片斷的長度）：．

Answer 1

分析 分析題圖：當(dāng)大腸桿菌缺少任意一個α或ω片段序列，X-gal底物不能轉(zhuǎn)變成藍(lán)色產(chǎn)物，所以要破壞質(zhì)粒中的α片段序列（含兩個酶切位點：HindⅢ、EcoRI），利用X-gal底物來檢測目的基因是否轉(zhuǎn)入大腸桿菌．質(zhì)粒和外源DNA分子都含有HindⅢ、EcoRI、BamHI三種限制性內(nèi)切酶的切割位點，但HindⅢ位于目的基因上，所以不能用該酶切割獲取目的基因．所以應(yīng)選用的限制性內(nèi)切酶 EcoRI切割外源DNA和質(zhì)粒．

解答 解：（1）當(dāng)大腸桿菌缺少任意一個α或ω片段序列，X-gal底物不能轉(zhuǎn)變成藍(lán)色產(chǎn)物，所以要破壞質(zhì)粒中的α片段序列（含兩個酶切位點：HindⅢ、EcoRI），利用X-gal底物來檢測目的基因是否轉(zhuǎn)入大腸桿菌．質(zhì)粒和外源DNA分子都含有HindⅢ、EcoRI、BamHI三種限制性內(nèi)切酶的切割位點，但HindⅢ位于目的基因上，所以不能用該酶切割獲取目的基因．所以應(yīng)選用的限制性內(nèi)切酶EcoRI切割外源DNA和質(zhì)粒．
（2）通過mRNA來合成基因的過程稱為逆轉(zhuǎn)錄；由于基因的選擇性表達(dá)，垂體細(xì)胞能合成生長激素，故相應(yīng)的mRNA可以從人體垂體細(xì)胞獲�。�
（3）由于質(zhì)粒中含有青霉素抗性基因作為標(biāo)記基因，故應(yīng)放入A含有青霉素的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)．
（4）由于用同一種限制酶作用的目的基因、質(zhì)粒具有相同的黏性末端，因此會出現(xiàn)質(zhì)粒的自我環(huán)化的空載現(xiàn)象，空載質(zhì)粒含有完整的α、ω片段序列，能利用培養(yǎng)基中的X-gal底物產(chǎn)生藍(lán)色產(chǎn)物．
（5）控制F8的基因能在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)得到表達(dá)，其遺傳學(xué)基礎(chǔ)是 各種生物共用一套遺傳密碼子．
（6）如果控制F8的基因長度為3000堿基對（bp），用酶A單獨酶切，結(jié)果如下圖l．則說明切點在1000堿基對和2000堿基對之間；用酶B單獨酶切，結(jié)果如圖乙2．則說明酶切位點位于在1000堿基對和2000堿基對之間及1000中的400和600之間，用酶A和酶B同時酶切，結(jié)果如圖乙3，則說明酶切位點如圖．
．
故答案為：
（1）EcoRI    切斷α片段序列，為重組DNA分子的篩選提供標(biāo)記
（2）逆（反）轉(zhuǎn)錄     垂體細(xì)胞
（3）A
（4）同一種限制酶作用的目的基因、質(zhì)粒具有相同的粘性末端，因此會出現(xiàn)質(zhì)粒的自身環(huán)化的空載現(xiàn)象，空載質(zhì)粒含有完整的α、ω片段序列，能利用培養(yǎng)基中的X-gal底物產(chǎn)生藍(lán)色產(chǎn)物
（5）各種生物共用一套遺傳密碼子
（6）

點評 本題以正常凝血因子F8為素材，考查基因工程的相關(guān)知識，意在考查考生分析題圖提取有效信息的能力；識記能力和能理解所學(xué)知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力；能運用所學(xué)知識，解決生物學(xué)問題的能力．