Question

14．基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心．圖1為限制酶EcoRⅠ的識(shí)別序列，圖2表示目的基因及限制酶切點(diǎn)，圖3表示目的基因上的DNA片段，圖4表示質(zhì)粒．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）若用圖1所示的限制酶EcoRⅠ切割外源DNA，就其特異性而言，切開的是鳥嘌呤脫氧核苷酸和腺嘌呤脫氧核苷酸之間相連的化學(xué)鍵．
（2）圖3為目的基因中的某一片段，下列有關(guān)敘述正確的是BD．
A．若圖中的ACT能決定一個(gè)氨基酸，則ACT可稱為一個(gè)密碼子
B．DNA聚合酶和DNA連接酶都可作用于②處，解旋酶作用于①處
C．若只用這個(gè)片段中的3個(gè)堿基對(duì)，排列出的DNA片段有64種
D．就游離的磷酸基而言，該片段與重組質(zhì)粒相比多了2個(gè)游離的磷酸基
（3）若利用PCR技術(shù)增加目的基因的數(shù)量，由圖2可知，A、B、C、D四種單鏈DNA片段中應(yīng)選取B和C作為引物（DNA復(fù)制子鏈的延伸方向5′→3′）．該DNA分子在PCR儀中經(jīng)過(guò)4次循環(huán)后會(huì)產(chǎn)生等長(zhǎng)的目的基因片段8個(gè)．
（4）為了使目的基因和質(zhì)粒定向連接并且有利于受體細(xì)胞的篩選，提高重組效率，應(yīng)該選擇的限制酶是PstⅠ、EcoRⅠ．如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同時(shí)對(duì)質(zhì)粒進(jìn)行切割，假設(shè)同時(shí)只有任意兩個(gè)位點(diǎn)被切斷且每次機(jī)會(huì)相等，則形成含有完整抗四環(huán)素基因的DNA片段有1種．
（5）如果大腸桿菌是受體細(xì)胞，則其體內(nèi)應(yīng)不含抗四環(huán)素基因基因，以利于篩選出含重組質(zhì)粒的受體菌．目的基因能在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)出相同的蛋白質(zhì)，其遺傳學(xué)基礎(chǔ)是各種生物共用一套密碼子．

Answer 1

分析 1、基因工程又叫DNA重組技術(shù)，是指按照人們的意愿，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過(guò)體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品．
2、基因工程的工具：
（1）限制酶：能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂．
（2）DNA連接酶：連接的是兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵．
（3）運(yùn)載體：常用的運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒．

解答 解：（1）DNA分子的一條多核苷酸鏈中，兩個(gè)脫氧核苷酸之間以磷酸基團(tuán)和五碳糖相連．由題目可知，EcoRⅠ識(shí)別的DNA序列只有G和A，故切開的是鳥嘌呤脫氧核苷酸和腺嘌呤脫氧核苷酸之間相連的化學(xué)鍵．
（2）A、密碼子是mRNA上決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰的堿基，若圖中的ACT能決定一個(gè)氨基酸，則其對(duì)應(yīng)的密碼子是UGA，A錯(cuò)誤；
B、DNA聚合酶和DNA連接酶都可作用于②磷酸二酯鍵處，解旋酶作用中①氫鍵處，B正確；
C．A和T之間有2個(gè)氫鍵，C和G之間有3個(gè)氫鍵，因此若只用這片段中的3個(gè)堿基對(duì)，可以排列出2³種片段，C錯(cuò)誤；
D．就游離的磷酸基而言，該片段有2個(gè)游離的磷酸基，而重組質(zhì)粒不含游離的磷酸基，因此該片段與重組質(zhì)粒相比多了2個(gè)游離的磷酸基，D正確．
故選：BD．
（3）若利用PCR技術(shù)增加目的基因的數(shù)量，由圖2可知，DNA復(fù)制只能從5’到3’，因此構(gòu)建前利用PCR技術(shù)擴(kuò)增干擾素基因時(shí)，A、B、C、D四種單鏈DNA片段中應(yīng)選取 B和C 作為引物，該DNA分子在PCR儀中經(jīng)過(guò)4次循環(huán)后會(huì)產(chǎn)生基因片段16個(gè)，其中等長(zhǎng)的目的基因片段8個(gè)．
（4）為了使目的基因和質(zhì)粒定向連接并且有利于受體細(xì)胞的篩選，提高重組效率，四環(huán)素抗性基因沒有被破壞，gu8 應(yīng)該選擇的限制酶是 PstⅠ、EcoRⅠ．如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同時(shí)對(duì)質(zhì)粒進(jìn)行切割，假設(shè)同時(shí)只有任意兩個(gè)位點(diǎn)被切斷且每次機(jī)會(huì)相等，若Pst I酶的切割位點(diǎn)用1表示，EcoR I酶的切割位點(diǎn)用2表示，HindⅢ酶的切割位點(diǎn)用3表示，則形成的DNA片段1→2，2→1，2→3，3→2，1→3，3→1六種片段，其中只有2→1片段含有完整四環(huán)素抗性基因，即含有完整四環(huán)素抗性基因的DNA片段只有1種．
（5）如果大腸桿菌是受體細(xì)胞，則其體內(nèi)應(yīng)不含 抗四環(huán)素基因   基因，以利于篩選出含重組質(zhì)粒的受體菌．目的基因能在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)出相同的蛋白質(zhì)，其遺傳學(xué)基礎(chǔ)是 各種生物共用一套密碼子．
故答案為：
（1）鳥嘌呤脫氧核苷酸和腺嘌呤脫氧核苷酸
（2）BD 
（3）B和C   8 
（4）PstⅠ、EcoRⅠ1 
（5）抗四環(huán)素基因   各種生物共用一套密碼子

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的原理及操作工具和操作步驟，能正確區(qū)分供體、受體，再結(jié)合所學(xué)的知識(shí)做出準(zhǔn)確的判斷．