Question

如圖1為某種質(zhì)粒表達(dá)載體簡圖，amp^R為青霉素抗性基因，tct^R為四環(huán)素抗性基因，小箭頭所指分別為位于tct^R上的限制性內(nèi)切酶EcoRI、BamHI的酶切位點(diǎn)，P為啟動(dòng)子，T為終止子（轉(zhuǎn)錄終止位點(diǎn)），ori為復(fù)制原點(diǎn)．已知目的基因的兩端分別有EcoRI、BamHI的酶切位點(diǎn)．

（1）將含有目的基因的DNA與質(zhì)粒表達(dá)載體分別用EcoRI酶切，酶切產(chǎn)物用DNA連接酶進(jìn)行連接后，其中由兩個(gè)DNA片段之間連接形成的產(chǎn)物有

 

種．
（2）用上述由兩個(gè)DNA片段之間形成的連接產(chǎn)物與無任何抗藥性的原核宿主細(xì)胞在適宜環(huán)境下共同培養(yǎng)，然后接種到含四環(huán)素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物是載體--載體連接物．若接種到含青霉素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物是

 

．
（3）目的基因表達(dá)時(shí)，RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)是啟動(dòng)子，其合成的產(chǎn)物是

 

．
（4）在上述實(shí)驗(yàn)中，為了防止目的基因和質(zhì)粒表達(dá)載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接，酶切時(shí)應(yīng)選用的酶是

 

．德國科學(xué)家最近培育出一種可以生產(chǎn)乙肝疫苗的轉(zhuǎn)基因胡蘿卜，通過生吃或者榨汁食用，就可以達(dá)到接種疫苗的效果，簡便易行．但科學(xué)家表示，該方法還需進(jìn)一步試驗(yàn)來驗(yàn)證疫苗療效．如圖2為乙肝疫苗的轉(zhuǎn)基因胡蘿卜生產(chǎn)部分過程的示意圖．
（5）a、b過程在遺傳學(xué)上稱為

 

、

 

，b過程需以mRNA為模板，

 

為原料，還需要的條件是ATP、

 

、DNA聚合酶等．
（6）除了圖示方法可以獲取目的基因外，請(qǐng)你再寫出一種方法：

 

．
（7）基因在胡蘿卜細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的過程分為轉(zhuǎn)錄和翻譯，在基因工程的檢測(cè)中分別用

 

、

 

方法．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的應(yīng)用

專題：

分析：分析圖1：用EcoRI酶切出的目的基因和質(zhì)粒具有相同的黏性末端，如果放在一起加入DNA連接酶，則可出現(xiàn)3種連接結(jié)果．載體自身形成的連接物能重新形成完整的tet^R基因，具有抗四環(huán)素的特點(diǎn)，其他連接物中tet^R基因被限制性內(nèi)切酶破壞，不再具有抗四環(huán)素的特點(diǎn)；在整個(gè)操作過程中，amp^R基因保持完整，載體（質(zhì)粒）自身連接形成的連接物和目的基因-載體連接物（重組質(zhì)粒）都具有抗青霉素的特性．
分析圖2：a是轉(zhuǎn)錄過程，b是逆轉(zhuǎn)錄過程，c是基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程．

解答： 解：（1）用EcoRI酶切出的目的基因和質(zhì)粒具有相同的黏性末端，如果放在一起加入DNA連接酶，則可出現(xiàn)3種連接結(jié)果，即目的基因自身連接形成的連接物，載體自身連接形成的連接物和重組質(zhì)粒，要通過篩選、純化才能選出符合要求的DNA．
（2）載體自身形成的連接物能重新形成完整的tet^R基因，具有抗四環(huán)素的特點(diǎn)，其他連接物中tet^R基因被限制性內(nèi)切酶破壞，不再具有抗四環(huán)素的特點(diǎn)；在整個(gè)操作過程中，amp^R基因保持完整，載體（質(zhì)粒）自身連接形成的連接物和目的基因-載體連接物（重組質(zhì)粒）都具有抗青霉素的特性．
（3）RNA聚合酶與相關(guān)基因的啟動(dòng)子結(jié)合，完成的是轉(zhuǎn)錄過程，轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物是mRNA．
（4）將含有目的基因的靶DNA片段和載體分別用兩個(gè)不同的限制性內(nèi)切酶切割，使兩種DNA片段自身的5′和3′黏性末端不同，但二者相同末端又互補(bǔ)，這明顯減少靶DNA片段和載體自身環(huán)化與串連，使外源DNA片段能正確插入載體啟動(dòng)子下游．在本題中目的基因兩端有EcoRI酶切點(diǎn)和BamHI酶切點(diǎn)，在質(zhì)粒載體上也有這兩種酶的切點(diǎn)，所以可以用這兩種酶切出非同源性互補(bǔ)末端來阻止其他連接．
（5）由以上分析可知：a是轉(zhuǎn)錄過程，b是逆轉(zhuǎn)錄過程．逆轉(zhuǎn)錄過程需以mRNA為模板，脫氧核苷酸為原料合成DNA，該過程還需要的條件是ATP、逆轉(zhuǎn)錄酶、DNA聚合酶等．
（6）獲取目的基因的方法有：依據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測(cè)出DNA序列后人工合成、從基因文庫中獲�。�
（7）在基因工程的檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄形成mRNA，用的分子雜交技術(shù)；檢測(cè)目的基因是否翻譯形成蛋白質(zhì)，用的是抗原-抗體雜交法．
故答案：（1）3
（2）目的基因-載體連接物、載體-載體連接物 
（3）mRNA
（4）EcoRI和BamHI
（5）轉(zhuǎn)錄    逆轉(zhuǎn)錄   脫氧核苷酸   逆轉(zhuǎn)錄酶
（6）限制酶切法（依據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測(cè)出DN序列后人工合成、從基因文庫中獲�。�
（7）分子雜交     抗原-抗體雜交反應(yīng)

點(diǎn)評(píng)：本題結(jié)合流程圖和質(zhì)粒示意圖，考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生的識(shí)記能力和識(shí)圖能力；能理解所學(xué)知識(shí)要點(diǎn)，把握知識(shí)間內(nèi)在聯(lián)系，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決生物學(xué)問題的能力．