Question

【題目】科學(xué)家將人的生長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)行基因的操作過程中，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的識別序列和切點是一G↓GATCC-，限制酶Ⅱ的識別序列和切點是一↓GATC—，過程如下圖，據(jù)圖回答：

（1）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____________________。

（2）過程①表示的是采取__________法來獲取目的基因。

（3）圖中③過程用人工方法，使體外重組的DNA分子轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞內(nèi)，主要是借鑒細(xì)菌或病毒__________細(xì)胞的途徑。一般將受體大腸桿菌用__________處理，其原因是____________________。

（4）如果把已經(jīng)導(dǎo)入了普通質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒的大腸桿菌，放在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，發(fā)生的現(xiàn)象是導(dǎo)入__________細(xì)菌能生長，導(dǎo)入__________的細(xì)菌不能生長。因為____________________。

（5）目的基因?qū)�入大腸桿菌后表達(dá)的過程是____________________。

Answer 1

【答案】人的基因與大腸桿菌DNA分子的組成單位相同，結(jié)構(gòu)相同，且具有相同的黏性末端 逆轉(zhuǎn)錄 侵染 Ca2+（或CaC12） 用Ca2+處理大腸桿菌，可以增加大腸桿菌細(xì)胞壁的通透性，使含有目的基因的重組質(zhì)粒進(jìn)入大腸桿菌宿主細(xì)胞。 普通質(zhì)粒A 重組質(zhì)粒 因為普通質(zhì)粒A上有四環(huán)素抗性基因，而重組質(zhì)粒中目的基因正插在四環(huán)素抗性基因中，破壞了其結(jié)構(gòu)和功能。 生長激素基因→mRNA→生長激素

【解析】

1、獲取目的基因的方法有：（1）從基因文庫中獲取目的基因；（2）利用PCR技術(shù)擴(kuò)展目的基因；（3）用化學(xué)方法合成目的基因。

2、將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入方法也不同。（1）將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法等；（2）將目的基因?qū)�入動物�?xì)胞最為有效的方法是顯微注射技術(shù)；（3）將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的最常用方法是感受態(tài)細(xì)胞法。

（1）由于人的基因與大腸桿菌DNA分子的組成單位相同，結(jié)構(gòu)相同，且具有相同的黏性末端，因此人的基因能與大腸桿菌的DNA分子進(jìn)行重組。

（2）從題圖可知，過程①表示從cDNA文庫中獲取目的基因，即通過逆轉(zhuǎn)錄法合成目的基因，以mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化作用下合成單鏈DNA，然后在DNA聚合酶的作用下，合成雙鏈DNA分子。

（3）圖中③過程用人工方法，使體外重組的DNA分子轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞內(nèi)，主要是借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的途徑。一般將受體大腸桿菌用CaC12處理，增加大腸桿菌細(xì)胞壁的通透性，使含有目的基因的重組質(zhì)粒進(jìn)入大腸桿菌宿主細(xì)胞。

（4）由于普通質(zhì)粒A上有四環(huán)素抗性基因，而重組質(zhì)粒上四環(huán)素抗性基因插入了目的基因，其結(jié)構(gòu)和功能被破壞了，因此把已經(jīng)導(dǎo)入了普通質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒的大腸桿菌放在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，導(dǎo)入普通質(zhì)粒A細(xì)菌能生長，導(dǎo)入重組質(zhì)粒的細(xì)菌不能生長。

（5）人的生長激素基因通過轉(zhuǎn)錄形成mRNA，再通過翻譯，形成人的生長激素，其表達(dá)的過程即生長激素基因→mRNA→生長激素。