Question

【題目】圖1表示含有目的基因D的DNA片段長度(bp即堿基對)和部分堿基序列，圖2表示一種質粒的結構和部分堿基序列。現有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ四種限制性核酸內切酶，它們識別的堿基序列和酶切位點分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。請回答下列問題：

（1）圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個堿基之間依次由______連接。

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

（3）若圖1中虛線方框內的堿基對被T－A堿基對替換，那么基因D就突變為基因d。從雜合子中分離出圖1及其對應的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，產物中共有_____種不同長度的DNA片段。

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

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

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

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 細菌和植物的DNA分子的空間結構和化學組成相同；②有互補的堿基序列 生物共用一套遺傳密碼子

【解析】根據題意和圖形分析可知，外源DNA含有BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ三種限制性核酸內切酶的識別序列，其中限制酶MspⅠ和SmaⅠ的切割位點在目的基因上；質粒含有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ三種限制性核酸內切酶的識別序列，其中BamHⅠ酶的切割位點位于抗生素A的抗性基因上，MboⅠ酶的切割位點位于抗生素B和抗生素A的抗性基因上。因此構建基因表達載體時，只能用BamHⅠ進行切割。

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

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

（3）根據題意分析，雜合子的基因型為Dd，其中D基因片段有兩個SmaⅠ酶切位點，完全切割后出現三個片段長度分別是537bp、790bp、661bp，發生基因突變后的d基因片段只有一個SmaⅠ酶切位點，完全切割后出現兩個片段長度分別是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4種不同長度的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技術擴增目的基因。

（5）限制酶MspⅠ和SmaⅠ的切割位點位于目的基因D上，若用這兩種酶切割會破壞目的基因D；運載體的兩個標記基因上都有限制酶MboⅠ的切割位點，用該酶切割會破壞這兩個標記基因，因此只能選用限制酶BamHⅠ切割外源DNA分子和運載體。用限制酶BamHⅠ切割質粒會破壞抗生素A抗性基因，但不會破壞抗生素B抗性基因，所以導入重組質粒的大腸桿菌能在含有抗生素B的培養基上生存，因此為了篩選出含重組質粒的大腸桿菌，一般需要用添加抗生素B的培養基培養。

（6）細菌的質粒和植物的DNA分子（目的基因D）的空間結構和化學組成相同，所以目的基因D能“嫁接”到質粒上；不同生物共用一套遺傳密碼子，所以基因D能再大腸桿菌內成功表達。