Question

【題目】科學家將人的生長激素基因與大腸桿菌的DNA分子進行重組，并成功地在大腸桿菌中得以表達。但在進行基因工程的操作過程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質粒，便于重組和篩選。已知限制酶Ⅰ的識別序列和切點是一G↓GATCC一，限制酶Ⅱ的識別序列和切點是一↓GATC—，請據圖回答：

（1）過程①所需要的酶是____________。

（2）在構建基因表達載體的過程中，應用限制酶_______切割質粒，用限制酶________切割目的基因。用限制酶切割目的基因和載體后形成的黏性末端通過_________原則進行連接。人的基因之所以能與大腸桿菌的DNA分子進行重組，原因是_______________。

（3）在過程③中一般將受體大腸桿菌用__________進行處理，以增大___________的通透性，使含有目的基因的重組質粒容易進入受體細胞。

（4）將得到的大腸桿菌B涂布在一個含有氨芐青霉素的培養基上，得到如圖a所示的結果（圓點表示菌落），

該結果說明能夠生長的大腸桿菌中已導入了__________,反之則沒有導入；再將滅菌絨布按到培養基a上，使絨布表面沾上菌落，然后將絨布按到含四環素的培養基上培養，得到如圖b所示的結果(圓圈表示與圖a中培養基上對照無菌落的位置）。與圖b圓圈相對應的圖a中的菌落表現型是__________,這些大腸桿菌中導入了____。人體的生長激素基因能在大腸桿菌體內成功表達是因為__________。目的基因導入大腸桿菌中后表達的過程是_____________。

Answer 1

【答案】 逆轉錄酶 Ⅰ Ⅱ 堿基互補配對 人的基因與大腸桿菌DNA分子的雙螺旋結構相同 CaCl2溶液 細胞壁 普通質粒或重組質粒 抗氨芐青霉素而不抗四環素 重組質粒 二者共用一套密碼子 生長激索基因→mRNA→生長激素

【解析】試題分析：分析題圖，圖示表示將人的生長激素基因與大腸桿菌的DNA分子進行重組，并成功地在大腸桿菌中得以表達，其中①表示通過人工合成法獲取目的基因；②表示基因表達載體的構建過程，該過程需要限制酶和DNA連接酶；③表示將目的基因導入受體細胞。

（1）過程①是以mRNA為模板形成基因的過程，屬于反轉錄，此過程需要逆轉錄酶的參與。

（2）由圖可知，質粒上的兩個標記基因中均有限制酶Ⅰ（-↓GATC-）的識別序列和切點，若用該酶切割會將兩個標記基因均破壞，因此只能用限制酶Ⅱ切割質粒，但切割含有抗蟲基因的外源DNA分子時可以只用限制酶Ⅰ，也可以同時用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ。用限制酶切割目的基因和載體后形成的黏性末端通過堿基互補配對原則進行連接，人的基因之所以能與大腸桿菌的DNA分子進行重組，原因是人的基因與大腸桿菌DNA分子的螺旋結構相同。

（3）將目的基因導入微生物細胞常用感受態轉化法，即用CaCl2溶液進行處理，以增大細胞壁的通透性，使含有目的基因的重組質粒容易進入受體細胞。

（4）質粒上有2個標記基因，但抗四環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基上能生長，說明已經導入了重組質粒或普通質粒A，因為普通質粒和重組質粒都含有抗氨芐青霉素的基因；與圖2中b空圈相對應的圖2的a中的菌落表現型是抗氨芐青霉素但不抗四環素，說明這些細菌中導入了重組質粒。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菌體內成功表達，過程是生長激素基因→mRNA→生長激素。