Question

（10分）mtDNA是存在于人類細(xì)胞線粒體中雙鏈閉合環(huán)狀的DNA分子，具有自我復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和控制合成蛋白質(zhì)的功能。mtDNA的類型具有明顯的種族特異性�，F(xiàn)用兩種限制性核酸內(nèi)切酶M和N切割某人的mtDNA（限制酶M和N的識別序列和切割位點如圖1所示），然后通過凝膠電泳分離DNA片段（通電狀態(tài)下，不同分子量的DNA片段在瓊脂中的移動距離不同從而被分離），分析后得到下表。

凝膠電泳結(jié)果（1kb=1000對堿基） （數(shù)字表示該片段的存在以及數(shù)量）
分子量（kb）	酶M	酶N	酶M+酶N
1.0	1		1
2.0			1
3.0			1
4.0			1
5.0	1
6.0			1
7.0		1
9.0		1
10.0	1

（1）該mtDNA的長度為___________kb。在該DNA分子中，M酶與N酶的切割位點分別有____________個。

（2）M酶與N酶切出的能相互粘連的末端能在______________酶的作用下相互連接，請將連接的結(jié)果表示出來：_______________________。連接后的序列是否可以用M酶、N酶進(jìn)行切割，請簡述理由：________________________________________。

（3）圖2為真核細(xì)胞的某基因的結(jié)構(gòu)圖以及限制酶M和N的切割位點�，F(xiàn)用酶切法直接從供體細(xì)胞中切割圖2中的基因從而獲得目的基因，可選用酶______來切割。這個方法雖然操作方便，但切割下的基因中含有不能指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的區(qū)域。因此，目前往往采用逆轉(zhuǎn)錄的人工合成的方法，其基本步驟是：__________________。

圖2

（4）已知圖2中Ⅱ區(qū)的堿基數(shù)是2000個，其中陰影區(qū)域堿基數(shù)是800個，空白區(qū)域中G 和C的總數(shù)共有400個，則由該區(qū)轉(zhuǎn)錄的mRNA中A和U總數(shù)是_____________。

 

Answer 1

【答案】

 

（1）16kb；       3、2

（2）DNA連接酶    否，連接后的序列不是M酶和N酶所能識別的特定的堿基序列

（3）N； 從表達(dá)該基因的細(xì)胞中分離出mRNA，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，形成單鏈DNA，再經(jīng)過復(fù)制形成雙鏈DNA

（4）400

【解析】

試題分析：（1）由酶M切割得到三個片段，三個片段的長度相加即為該DNA的長度：1.0+5.0+10.0=16kb。由切割得到的片段可知酶M在該DNA分子上有3個酶切位點，酶N在該DNA分子上有2個酶切位點。

（2）酶M和酶N切割后產(chǎn)生的黏性末端相同，，可在DNA連接酶的作用下相互連接。兩者切割后連接起來的片段如下：

——AGATCC——

——TCTAGG——

由圖示可知該序列不是M酶和N酶所能識別的特定的堿基序列。

（3）基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，可指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，所以依據(jù)圖示可知：獲得目的基因需用酶N切割，酶M會破壞目的基因的結(jié)構(gòu)。目前往往采用逆轉(zhuǎn)錄的人工合成的方法，其基本步驟是從表達(dá)該基因的細(xì)胞中分離出mRNA，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，形成單鏈DNA，再經(jīng)過復(fù)制形成雙鏈DNA。

（4）能指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的序列的堿基總數(shù)=2000-800=1200個，轉(zhuǎn)錄圖如下：

依據(jù)圖示分析可知信使RNA中A+U的數(shù)量=DNA分子在1/2*(A+T)的數(shù)量。DNA分子中G+C=400個，所以A+T=1200-400=800個，則信使RNA中A+U的數(shù)量=1/2*800=400。

考點：本題考查基因工程和遺傳信息表達(dá)的相關(guān)知識，意在考查運用所學(xué)知識與觀點并結(jié)合題示信息，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論。