Question

5．回答有關基因工程問題．
圖1顯示了某DNA片段的部分堿基序列和長度（bp表示堿基對）以及其中含有的目的基因D．圖2表示一種質粒的結構和部分堿基序列．現(xiàn)有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ共4種限制性核酸內切酶，它們識別的堿基序列和酶切位點分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG．
（1）圖1的一條多核苷酸鏈中，位于相鄰兩個堿基之間的是D．
A．氫鍵                  B．磷酸、脫氧核糖
C．脫氧核糖              D．脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖
（2）若用限制酶SmaI完全切割圖1的DNA片段，產生的末端是平末端，其產物長度為537bp、790bp、661bp．
（3）若圖2中虛線方框內的堿基對被T-A堿基對替換，那么基因D就突變?yōu)榛�因d．從雜合子中分離出圖1及其對應的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，產物中共有4種不同長度的DNA片段．
（4）若將圖2中質粒和目的基因D通過同種限制酶處理后，再用DNA連接酶進行處理，形成重組質粒，那么應選用的限制酶是BamHI．將重組質粒導入大腸桿菌，為了篩選出含重組質粒的大腸桿菌，一般需要用添加抗生素B的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌．經檢測，部分含有重組質粒的大腸桿菌菌株中目的基因D不能正確表達，其最可能的原因是同種限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D與質粒反向鏈接．

Answer 1

分析 分析圖1：圖中DNA片段含有2個限制酶MspⅠ和SmaⅠ切割位點，也含有兩個限制酶BamHⅠ和MboⅠ切割位點．基因D兩側序列為GGATCC，可被限制酶BamHⅠ切割．
分析圖2：質粒含有CCGG序列、GGATCC序列和GATC序列，其中CCGG序列可被限制酶MspⅠ切割，GGATCC序列和GATC序列可被限制酶MboⅠ切割．用限制酶BamHⅠ切割破壞了抗生素A抗性基因，但沒有破環(huán)抗生素B抗性基因，因此含有重組質粒的大腸桿菌能抗抗生素B，但不能抗抗生素A．

解答 解：（1）一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個堿基之間依次由脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖連接．
（2）限制酶SmaⅠ的酶切位點是CCC↓GGG，其切割產生的是平末端．圖1中DNA片段含有兩個SmaⅠ酶切位點，被SmaⅠ酶完全切割后出現(xiàn)三個長度的片段，分別是537bp、790bp、661bp．
（3）雜合子的基因型為Dd，其中D基因片段有兩個SmaⅠ酶切位點，完全切割后出現(xiàn)三個片段長度分別是537bp、790bp、661bp，發(fā)生基因突變后的d基因片段只有一個SmaⅠ酶切位點，完全切割后出現(xiàn)兩個片段長度分別是1327bp、661bp，所以從雜合子中分離的DNA片段被限制酶SmaⅠ完全切割后形成會四種不同的DNA片段．
（4）基因表達載體構建的過程中需要利用限制酶和DNA連接酶．限制酶MspⅠ和SmaⅠ的切割位點位于目的基因D上，若用這兩種酶切割會被破壞目的基因D；運載體的兩個標記基因上都有限制酶MboⅠ的切割位點，用該酶切割會破壞這兩個標記基因，因此只能選用限制酶BamHⅠ切割外源DNA分子和運載體．用限制酶BamHⅠ切割質粒會破壞抗生素A抗性基因，但不會破壞抗生素B抗性基因，所以導入重組質粒的大腸桿菌能在含有抗生素B的培養(yǎng)基上生存，因此為了篩選出含重組質粒的大腸桿菌，一般需要用添加抗生素B的培養(yǎng)基培養(yǎng)．由于同種限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D與質粒反向連接，這樣會導致部分含有重組質粒的大腸桿菌菌株中目的基因D不能正確表達．
故答案為：
（1）D
（2）平     537bp、790bp、661bp
（3）4
（4）DNA連接酶?BamH I     抗生素B    同種限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D與質粒反向鏈接

點評 本題結合基因結構圖和運載體結構圖，考查基因工程的技術和原理，要求考生認真分析圖1和圖2，根據(jù)圖1中信息計算限制酶SmaⅠ切割產生的片段的種類及長度；根據(jù)圖1和圖2中限制酶的給切割位點，明確構建基因表達載體只能用限制酶BamHⅠ，再運用所學的知識答題即可．