Question

如圖是我國(guó)利用基因工程方法生產(chǎn)人生長(zhǎng)激素的示意圖．如圖中的質(zhì)粒是基因工程中常選用的載體一pBR322質(zhì)粒，amp^R表示青霉素抗性基因，tet^R表示四環(huán)素抗性基因，限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端均不相同．據(jù)圖回答下列問(wèn)題：

（1）為了使目的基因和質(zhì)粒定向連接并且有利于受體細(xì)胞的篩選，③過(guò)程采用的酶是

 

，④過(guò)程采用的酶是

 

．
（2）為了提高⑤過(guò)程的成功率，常用

 

溶液處理大腸桿菌．作為受體的大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，應(yīng)不含

 

基因，以利于篩選出含重組質(zhì)粒的受體菌．
（3）如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同時(shí)對(duì)質(zhì)粒進(jìn)行切割，假設(shè)同時(shí)只有任意兩個(gè)位點(diǎn)被切斷且每次機(jī)會(huì)相等，則形成的DNA片段有

 

種，其中含有完整四環(huán)素抗性基因的DNA片段占

 

．
（4）按照?qǐng)D示的操作，將三角瓶中的大腸桿菌先接種到甲培養(yǎng)基上，然后分別接種到乙和丙兩個(gè)培養(yǎng)基的相同位置，一段時(shí)間后，菌落的生長(zhǎng)狀況如圖所示．接種到甲培養(yǎng)基上的目的是篩選

 

的大腸桿菌．
（5）能否利用人的皮膚細(xì)胞來(lái)完成①過(guò)程？

 

．為什么？

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù),培養(yǎng)基對(duì)微生物的選擇作用

專題：

分析：根據(jù)圖示可知，含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌能在四環(huán)素培養(yǎng)基中生存，但不能在青霉素培養(yǎng)基中生存，可知切割質(zhì)粒時(shí)應(yīng)選用的酶是限制酶PstI，破壞了青霉素抗性基因．甲、丙培養(yǎng)基中含有四環(huán)素，因此能在甲和丙中生長(zhǎng)的大腸桿菌含有四環(huán)素抗性基因，包括導(dǎo)入普通質(zhì)粒和重組質(zhì)粒的大腸桿菌；乙培養(yǎng)基中含有四環(huán)素和青霉素，因此能在乙中生長(zhǎng)的是導(dǎo)入普通質(zhì)粒的大腸桿菌．與丙相比，乙培養(yǎng)基中少了兩個(gè)菌落，說(shuō)明丙培養(yǎng)基中這兩個(gè)菌落中的大腸桿菌成功導(dǎo)入了重組質(zhì)粒．

解答： 解：（1）由分析可知，破壞的是青霉素抗性基因，所以用限制酶PstI，而且要保證目的基因和質(zhì)粒定向連接，所以不能形成相同的黏性末端，故另一種酶選EcoRI酶，將目的基因與運(yùn)載體連接需要DNA連接酶．
（2）將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞，常用CaCl₂ 處理，使之成為感受態(tài)細(xì)胞．由于質(zhì)粒中含有青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因，所以受體細(xì)胞大腸桿菌中不應(yīng)含有這兩種基因，以便于用篩選．
（3）用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ進(jìn)行切割，只有任意兩個(gè)位點(diǎn)被切斷且每次機(jī)會(huì)相等，任意兩種酶切割會(huì)形成2個(gè)DNA片段，所以切割三次共有6個(gè)片段且這些片段不等，既得到6種．只有同時(shí)用PstI酶和FcoRI酶切割時(shí)會(huì)得到一個(gè)完整四環(huán)素抗性基因的DNA片段，故概率為

1

6

．
（4）甲培養(yǎng)基中含有四環(huán)素，所以培養(yǎng)的是獲得含有四環(huán)素抗性基因的大腸桿菌．
（5）人的皮膚細(xì)胞內(nèi)存在生長(zhǎng)激素基因，但由于基因的選擇性表達(dá)，人的皮膚細(xì)胞內(nèi)不能合成生長(zhǎng)激素mRNA，所以不能用人的皮膚細(xì)胞完成①過(guò)程．
故答案為：
（1）Pst I酶 和EcoR I酶  DNA連接酶
（2）CaCl₂    青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性
（3）6   

1

6

（4）含四環(huán)素抗性基因
（5）不能     人的皮膚細(xì)胞內(nèi)存在生長(zhǎng)激素基因，但由于基因的選擇性表達(dá)，人的皮膚細(xì)胞內(nèi)不能合成生長(zhǎng)激素mRNA

點(diǎn)評(píng)：本題考查基因工程相關(guān)知識(shí)，要求學(xué)生能從課外材料中獲取相關(guān)的生物學(xué)信息，并能運(yùn)用這些信息，結(jié)合所學(xué)知識(shí)解決相關(guān)的生物學(xué)問(wèn)題．