Question

13．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)行基因工程的操作過程中，需使用特定的限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選．已知限制性核酸內(nèi)切酶I的識(shí)別序列和切點(diǎn)是-G↓GATCC-，限制性核酸內(nèi)切酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是-↓GATC-，據(jù)圖回答：

（1）過程①所需要的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶．
（2）在過程③一般將受體大腸桿菌用CaCl₂處理，以增大細(xì)胞壁的通透性，使含有目的基因的重組質(zhì)粒容易進(jìn)入受體細(xì)胞．
（3）將得到的大腸桿菌B涂布在一個(gè)含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上得到如圖a的結(jié)果（黑點(diǎn)表示菌落），能夠生長的細(xì)菌中已導(dǎo)入了普通質(zhì)�；蛑亟M質(zhì)粒，反之則沒有導(dǎo)入；再將滅菌絨布按到培養(yǎng)基a上，使絨布表面沾上菌落，然后將絨布按到含四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖b的結(jié)果（空圈表示與a對(duì)照無菌落的位置）．與圖b空圈相對(duì)應(yīng)的圖a中的菌落表現(xiàn)型是抗氨芐青霉素和四環(huán)素抗性，這些細(xì)菌中導(dǎo)入了重組質(zhì)粒．
（4）人體的生長激素基因能在細(xì)菌體內(nèi)成功表達(dá)是因?yàn)楣灿靡惶酌艽a子．寫出目的基因?qū)�入�?xì)菌中表達(dá)的過程．
（5）如圖3所示“DNA的粗提取和物理性狀觀察”實(shí)驗(yàn)裝置：在圖3A所示的實(shí)驗(yàn)步驟中加蒸餾水的目的是使血細(xì)胞破裂，圖3中C所示實(shí)驗(yàn)步驟中加蒸餾水的目的是使DNA析出．

Answer 1

分析 根據(jù)題意和圖示分析可知：圖示表示利用基因工程培育抗蟲棉過程，其中①表示通過人工合成法獲取目的基因；②表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，該過程需要限制酶和DNA連接酶；③表示將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞．
目的基因能插入宿主DNA，與大腸桿菌的DNA分子進(jìn)行重組，原因是它們的成分和結(jié)構(gòu)相同，都是由四種脫氧核苷酸組成的雙螺旋結(jié)構(gòu)．所有的生物都共用一套密碼子，所以人體的生長激素基因能在細(xì)菌體內(nèi)的核糖體上成功表達(dá)．
將得到的大腸桿菌涂布在一個(gè)含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，因質(zhì)粒上有抗氨芐青霉素基因，且重組質(zhì)粒上的抗氨芐青霉素基因，也沒有被破壞，所以如果大腸桿菌能夠生長，說明已導(dǎo)入了含抗氨芐青霉素基因的普通質(zhì)�；蛑亟M質(zhì)粒，反之則沒有導(dǎo)入．

解答 解：（1）過程①是以mRNA為模板形成基因的過程，屬于反轉(zhuǎn)錄，此過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的參與．
（2）在目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞時(shí)，一般用CaCl₂處理，以增大細(xì)胞壁的通透性，使含有目的基因的重組質(zhì)粒容易進(jìn)入受體細(xì)胞．
（3）因本題上有2個(gè)標(biāo)記基因，但抗四環(huán)素基因被插入的基因破壞掉，因此剩下的是抗氨芐青霉素抗性基因，如果在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上能生長，說明已經(jīng)導(dǎo)入了重組質(zhì)�；蚱胀ㄙ|(zhì)粒A，因?yàn)槠胀ㄙ|(zhì)粒和重組質(zhì)粒都含有抗氨芐青霉素的基因．與圖2中b空圈相對(duì)應(yīng)的圖2的a中的菌落表現(xiàn)型是抗氨芐青霉素但不抗四環(huán)素，說明這些細(xì)菌中導(dǎo)入了重組質(zhì)粒．
（4）所有的生物都共用一套密碼子，所以人體的生長激素基因能在細(xì)菌體內(nèi)成功表達(dá)．目的基因?qū)�入大腸桿菌中后表達(dá)的過程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯，即．
（5）如圖3所示“DNA的粗提取和物理性狀觀察”實(shí)驗(yàn)裝置：在圖3A所示的實(shí)驗(yàn)步驟中加蒸餾水的目的是使血細(xì)胞破裂，圖3中C所示實(shí)驗(yàn)步驟中加蒸餾水的目的是使DNA析出．
故答案為：
（1）逆轉(zhuǎn)錄酶
（2）CaCl₂　細(xì)胞壁
（3）普通質(zhì)�；蛑亟M質(zhì)�！】拱逼S青霉素和四環(huán)素抗性　重組質(zhì)粒
（4）共用一套密碼子　
（5）使血細(xì)胞破裂        使DNA析出

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合轉(zhuǎn)基因棉花培育過程圖，考查基因工程、植物組織培養(yǎng)等知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的工程及操作步驟，能根據(jù)限制酶識(shí)別序列選擇合適的限制酶，并能準(zhǔn)確判斷圖中各過程的名稱，再結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確答題．