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．現(xiàn)有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4種限制性核酸內(nèi)切酶切割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(wèn)題：

【1】若用限制酶SmaⅠ完全切割圖1中DNA片段，其產(chǎn)物長(zhǎng)度為_____．

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��?/span>d．從雜合子分離出圖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DNA片段．

【2】若同時(shí)用限制酶MspⅠ、MboⅠ切割圖2中的質(zhì)粒，則可得到_____個(gè)DNA片段．

【3】若將圖2中質(zhì)粒和目的基因D通過(guò)同種限制酶處理后進(jìn)行，形成重組質(zhì)粒，那么應(yīng)選用的限制酶是_____

為了篩選出成功過(guò)導(dǎo)入含目的基因D的重組質(zhì)粒的大腸桿菌，一般可進(jìn)行如下步驟篩選

【4】第一步：將大腸桿菌在含_____的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖1的菌落．

第二步：再將滅菌絨布按到培養(yǎng)基上，使絨布面沾上菌落，然后將絨布按到含_____的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖2的結(jié)果（空圈表示與圖1對(duì)照無(wú)菌落的位置）．

第三步：選出圖1培養(yǎng)皿中的某些菌落進(jìn)行培養(yǎng)，即可得到含重組質(zhì)粒的大腸桿菌．

請(qǐng)?jiān)诖痤}紙圖1中圈出一個(gè)含目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的菌落？_____

【5】在選出的大腸桿菌內(nèi)基因D能成功表達(dá)的原因是_____．其表達(dá)產(chǎn)物是一條多肽鏈，如考慮終止密碼，則其至少含有的O原子數(shù)為_____．

Answer 1

【答案】

【1】 537bp、790bp、661bp 4

【2】3

【3】BamHⅠ

【4】 抗生素B 抗生素A

【5】 不同生物共用一套遺傳密碼子 341

【解析】

分析圖1：圖中DNA片段含有2個(gè)限制酶SmaⅠ切割位點(diǎn)，可被限制酶SmaⅠ切割產(chǎn)生長(zhǎng)度為534+3=537bp、796-3-3=790bp、658+3=661bp的三中DNA片段，基因D兩側(cè)序列為GGATCC，可被限制酶BamHⅠ切割。

分析圖2：質(zhì)粒含有CCGG序列、GGATCC序列和GATC序列，其中CCGG序列可被限制酶MspⅠ切割，GGATCC序列和GATC序列可被限制酶MboⅠ切割。用限制酶BamHⅠ切割破壞了抗生素A抗性基因，但沒(méi)有破環(huán)抗生素B抗性基因，因此含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌能抗抗生素B，但不能抗抗生素A。

【1】根據(jù)圖1中的酶切位點(diǎn)，可判斷用限制酶SmaⅠ完全切割該DNA片段，其產(chǎn)物長(zhǎng)度為537bp、790bp、661bp。若圖1中虛線方框內(nèi)的堿基對(duì)被T-A堿基對(duì)替換，基因D就突變?yōu)榛��?/span>d，那么基因d上只有一個(gè)限制酶SmaⅠ切割位點(diǎn)，被限制酶SmaⅠ切割的產(chǎn)物長(zhǎng)度為534+796-3=1327kb、658+3=661bp。因此從雜合子（Dd）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4種不同DNA片段。

【2】限制酶MspⅠ的識(shí)別序列是C↓CGG，可將質(zhì)粒上的CCGG序列切開；限制酶MboⅠ的識(shí)別序列是↓GATC，可將質(zhì)粒上的GGATCC序列和GATC序列切開，因此同時(shí)用限制酶MspⅠ、MboⅠ切割圖2中的質(zhì)粒，則可得到3個(gè)DNA片段。

【3】由圖1可知，目的基因兩側(cè)是GGATCC序列，該序列是限制酶BamHⅠ的識(shí)別序列，因此要將質(zhì)粒和目的基因D連接形成重組質(zhì)粒，應(yīng)選用限制酶BamHⅠ切割。

【4】用限制酶BamHⅠ切割質(zhì)粒后，用限制酶BamHⅠ切割破壞了抗生素A抗性基因，但沒(méi)有破環(huán)抗生素B抗性基因，因此首先用含有抗生素B的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，能生存下來(lái)的是含有普通質(zhì)粒和重組質(zhì)粒的大腸桿菌；再用含有抗生素A的培養(yǎng)基培養(yǎng)，能生存下來(lái)的是含有普通質(zhì)粒的大腸桿菌，最后能在培養(yǎng)皿1上生存，但不能在培養(yǎng)皿2上生存的大腸桿菌菌落進(jìn)行培養(yǎng)，即可得到含重組質(zhì)粒的大腸桿菌，如圖所示含目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的菌落。

【5】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)；基因D含有1020對(duì)堿基，能翻譯形成含有1020/3=340個(gè)氨基酸的多肽鏈，多肽鏈含有O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2肽鏈數(shù)+R基中的O原子數(shù)，所以該多肽至少含有O原子數(shù)為341個(gè)。

本題考查基因工程的知識(shí)點(diǎn)，要求學(xué)生掌握基因工程中限制酶的特點(diǎn)和選擇的原則，把握限制酶切割后的末端的序列，理解運(yùn)用標(biāo)記基因的篩選作用和蛋白質(zhì)的計(jì)算，這是該題考查的重點(diǎn)；掌握限制酶的特點(diǎn)和應(yīng)用是突破該題的關(guān)鍵，能夠利用標(biāo)記基因進(jìn)行大腸桿菌的篩選是該題考查的難點(diǎn)。