Question

【題目】圖1表示含有目的基因D的DNA片段長(zhǎng)度(bp即堿基對(duì))和部分堿基序列，圖2表示一種質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)和部分堿基序列�，F(xiàn)有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ四種限制性核酸內(nèi)切酶，它們識(shí)別的堿基序列和酶切位點(diǎn)分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。請(qǐng)回答下列問題：

（1）圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個(gè)堿基之間依次由______連接。

（2）若用限制酶SmaⅠ完全切割圖1中DNA片段，產(chǎn)生的末端是______末端，所斷開的化學(xué)鍵叫_____鍵。

（3）若圖1中虛線方框內(nèi)的堿基對(duì)被T－A堿基對(duì)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(duì)應(yīng)的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，產(chǎn)物中共有_____種不同長(zhǎng)度的DNA片段。

（4）為了提高試驗(yàn)成功率，需要通過_____技術(shù)擴(kuò)增目的基因，以獲得目的基因的大量拷貝。

（5）若將圖2中質(zhì)粒和目的基因D通過同種限制酶處理后進(jìn)行連接，形成重組質(zhì)粒，那么應(yīng)選用的限制酶是______。在導(dǎo)入重組質(zhì)粒后，為了篩選出成功導(dǎo)入含目的基因D的重組質(zhì)粒的大腸桿菌，需要用添加______的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。

（6）目的基因D能“嫁接”到質(zhì)粒上，其原因是______（從DNA分子水平分析），在選出的大腸桿菌內(nèi)基因D能成功表達(dá)的原因是______。

Answer 1

【答案】 脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖 平 磷酸二酯 4 PCR BamHI 抗生素B 細(xì)菌和植物的DNA分子的空間結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成相同；②有互補(bǔ)的堿基序列 生物共用一套遺傳密碼子

【解析】根據(jù)題意和圖形分析可知，外源DNA含有BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ三種限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別序列，其中限制酶MspⅠ和SmaⅠ的切割位點(diǎn)在目的基因上；質(zhì)粒含有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ三種限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別序列，其中BamHⅠ酶的切割位點(diǎn)位于抗生素A的抗性基因上，MboⅠ酶的切割位點(diǎn)位于抗生素B和抗生素A的抗性基因上。因此構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，只能用BamHⅠ進(jìn)行切割。

（1）DNA分子的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個(gè)堿基之間依次由脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖連接。

（2）根據(jù)題意分析，限制酶SmaⅠ的酶切位點(diǎn)是CCC↓GGG，其切割產(chǎn)生的是平末端，斷開的是兩個(gè)脫氧核苷酸之間的磷酸二脂鍵。

（3）根據(jù)題意分析，雜合子的基因型為Dd，其中D基因片段有兩個(gè)SmaⅠ酶切位點(diǎn)，完全切割后出現(xiàn)三個(gè)片段長(zhǎng)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(gè)SmaⅠ酶切位點(diǎn)，完全切割后出現(xiàn)兩個(gè)片段長(zhǎng)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(huì)4種不同長(zhǎng)度的DNA片段。

（4）基因工程中，為了獲得目的基因的大量拷貝，一般通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因。

（5）限制酶MspⅠ和SmaⅠ的切割位點(diǎn)位于目的基因D上，若用這兩種酶切割會(huì)破壞目的基因D；運(yùn)載體的兩個(gè)標(biāo)記基因上都有限制酶MboⅠ的切割位點(diǎn)，用該酶切割會(huì)破壞這兩個(gè)標(biāo)記基因，因此只能選用限制酶BamHⅠ切割外源DNA分子和運(yùn)載體。用限制酶BamHⅠ切割質(zhì)粒會(huì)破壞抗生素A抗性基因，但不會(huì)破壞抗生素B抗性基因，所以導(dǎo)入重組質(zhì)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(zhì)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)。

（6）細(xì)菌的質(zhì)粒和植物的DNA分子（目的基因D）的空間結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成相同，所以目的基因D能“嫁接”到質(zhì)粒上；不同生物共用一套遺傳密碼子，所以基因D能再大腸桿菌內(nèi)成功表達(dá)。