Question

【題目】降鈣素是一種多肽類激素，臨床上用于治療骨質(zhì)疏松癥等。人的降鈣素活性很低，半衰期較短。某科學(xué)機(jī)構(gòu)為了研發(fā)一種活性高、半衰期長(zhǎng)的新型降鈣素，從預(yù)期新型降鈣素的功能出發(fā)，推測(cè)相應(yīng)的脫氧核苷酸序列，并人工合成了兩條72個(gè)堿基的DNA單鏈，兩條鏈通過(guò)18個(gè)堿基對(duì)形成部分雙鏈DNA片段，再利用Klenow酶補(bǔ)平，獲得雙鏈DNA，過(guò)程如下圖。

在此過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，合成較長(zhǎng)的核苷酸單鏈易產(chǎn)生缺失堿基的現(xiàn)象。分析回答下列問(wèn)題：

(1)Klenow酶是一種________酶，合成的雙鏈DNA有________個(gè)堿基對(duì)。

(2)獲得的雙鏈DNA經(jīng)EcoRⅠ(識(shí)別序列和切割位點(diǎn)—G↓AATTC—)和BamHⅠ(識(shí)別序列和切割位點(diǎn)—G↓GATCC—)雙酶切后插入到大腸桿菌質(zhì)粒中，篩選含重組質(zhì)粒的大腸桿菌并進(jìn)行DNA測(cè)序驗(yàn)證。

①大腸桿菌是理想的受體細(xì)胞，這是因?yàn)樗?/span>_______________________________________________________________________________

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②設(shè)計(jì)EcoRⅠ和BamHⅠ雙酶切的目的是_______________________________________________________________________________

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③要進(jìn)行重組質(zhì)粒的鑒定和選擇，需要大腸桿菌質(zhì)粒中含有________。

(3)經(jīng)DNA測(cè)序表明，最初獲得的多個(gè)重組質(zhì)粒，均未發(fā)現(xiàn)完全正確的基因序列，最可能的原因是

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(4)上述制備該新型降鈣素，運(yùn)用的現(xiàn)代生物工程技術(shù)是________。

Answer 1

【答案】DNA聚合酶 126 繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少 保證目的基因和載體定向連接（或防止目的基因和載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接） 標(biāo)記基因 合成的核苷酸單鏈仍較長(zhǎng)，產(chǎn)生缺失堿基的現(xiàn)象 蛋白質(zhì)工程

【解析】

由降鈣素為多肽類激素及人工合成DNA圖示可知，本題為蛋白質(zhì)工程與基因工程的綜合考查。題設(shè)中設(shè)計(jì)EcoRⅠ和BamHⅠ雙酶切能使目的基因的兩端露出不同的黏性末端，以質(zhì)粒作為目的基因的運(yùn)載體，獲得帶有目的基因的重組質(zhì)粒，其中標(biāo)記基因則作為檢測(cè)目的基因是否成功導(dǎo)入受體細(xì)胞的標(biāo)志，但不其基因是否成功表達(dá)的標(biāo)志。

（1）Klenow 酶催化了脫氧核苷酸按照模板鏈通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)相連，故屬于DNA 聚合酶；合成雙鏈后堿基對(duì)數(shù)是（72-18）+72=126個(gè)。

（2）①大腸桿菌具有繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少等特點(diǎn)，因此是理想的受體細(xì)胞。

②若只用一種限制酶處理，則目的基因和載體的末端可以任意連接，可形成多種重組體、環(huán)狀DNA等，用兩種限制酶進(jìn)行切割，可以使目的基因兩端的黏性末端不同，保證目的基因和載體的定向連接。

③要進(jìn)行重組質(zhì)粒的鑒定和選擇，需要大腸桿菌質(zhì)粒中含有標(biāo)記基因。

（3）經(jīng)DNA測(cè)序表明，最初獲得的多個(gè)重組質(zhì)粒，均未發(fā)現(xiàn)完全正確的基因序列，最可能的原因是合成的核苷酸單鏈較長(zhǎng)，產(chǎn)生缺失堿基的現(xiàn)象。

（4）由于該新型降鈣素是自然界原來(lái)不存在的蛋白質(zhì)，因此該生物工程屬于蛋白質(zhì)工程。