Question

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。若用兩種識別切割序列完全不同的限制酶M和N切割某人的mtDNA，通過凝膠電泳分離分析得下表。限制酶M和N的識別序列和切割位點(diǎn)如圖所示。

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

 

 

 

 

 

 

 

 

⑴．該mtDNA的長度為___________kb。在該DNA分子中，M酶與N酶的切割位點(diǎn)分別有____________個。

⑵．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，并簡述理由：_________________________________________________

⑶．有人認(rèn)為mtDNA能成為研究人類起源與進(jìn)化的一個有力工具，請簡述理由：_________________________________________________________________________ 。

下圖為真核細(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(diǎn)。

⑷．現(xiàn)用該基因作為目的基因，若采用直接從供體細(xì)胞中分離，具體方法是：_____________。這個方法雖操作方便，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：__________________________。

⑸．已知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】

⑴．16kb；       3、2；  ⑵．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   ⑶．mtDNA的類型 具有明顯的種族特異性 或者 mtDNA嚴(yán)格的母系遺傳（不遵循孟德爾遺傳定律、細(xì)胞質(zhì)遺傳等），對其類型的分析可以直接反映出人群或種族的母系進(jìn)化史。⑷． 選用限制酶N來切割；    從表達(dá)該基因的細(xì)胞中分裂出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

⑸．400

【解析】

試題分析：(1)由于ctDNA為環(huán)狀DNA，用酶M得到3個片段，則有3個切點(diǎn)，用酶N得到2個片段，則有2個切點(diǎn)。長度分別為7和9，則該mtDNA的長度為16Kb.

(2)M酶和N酶切割能得到相同的黏性末端，可以用DNA連接酶催化連接。當(dāng)連接后，沒有了兩種酶的識別序列，因此兩種酶不能再切割了。

（3）mtDNA是存在于線粒體上的DNA，不遵循孟德爾遺傳定律符合母系遺傳。可研究種族的母系進(jìn)化史。

(4)從供體細(xì)胞中獲得目的基因最常用的方法是一定的限制酶切割。但這樣得到的基因中含有不能指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的片段。因此常用逆轉(zhuǎn)錄的人工合成。其過程是先得到相應(yīng)的mRNA，再用逆轉(zhuǎn)錄酶催化得到相應(yīng)的DNA.

(5) Ⅱ區(qū)的堿基數(shù)減去陰影部分得到空白區(qū)的堿基數(shù)為1200個，該區(qū)段能指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，其中C和G占400個，則A和T點(diǎn)800個，每條鏈有400個，因此轉(zhuǎn)錄得到的RNA中有A和U為400個。

考點(diǎn)：本題考查 了基因工程、基因結(jié)構(gòu)的知識。意在考查學(xué)生對能運(yùn)用所學(xué)知識與觀點(diǎn)，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。考查學(xué)生分析圖表的能力。