科學(xué)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，需使用特定的限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選．已知限制性核酸內(nèi)切酶Ⅰ的識別序列和切點是-G↓GATCC-，限制性核酸內(nèi)切酶Ⅱ的識別序列和切點是-↓GATC-，據(jù)圖回答：

（1）圖1過程①所需要的酶是
 
．
（2）在構(gòu)建基因表達載體過程中，應(yīng)用限制性核酸內(nèi)切酶
 
切割目的基因，用限制性核酸內(nèi)切酶
 
切割質(zhì)粒．用限制酶切割目的基因和運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③一般將受體大腸桿菌用
 
處理，以增大
 
的通透性，使含有目的基因的重組質(zhì)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(yǎng)基上得到如圖2中a的結(jié)果（黑點表示菌落），能夠生長的細菌中已導(dǎo)入了
 
，反之則沒有導(dǎo)入；再將滅菌絨布按到培養(yǎng)基a上，使絨布表面沾上菌落，然后將絨布按到含四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖2中b的結(jié)果（空圈表示與a對照無菌落的位置）．與圖2中b空圈相對應(yīng)的圖2的a中的菌落表現(xiàn)型是
 
，這些細菌中導(dǎo)入了
 
．
（5）人體的生長激素基因能在細菌體內(nèi)成功表達是因為
 
．
考點：基因工程的原理及技術(shù)
專題：
分析：獲得目的基因的方法：①從基因文庫中獲取 ②利用PCR技術(shù)擴增 ③人工合成（化學(xué)合成）．據(jù)圖分析可知，人的生長激素基因是人工合成的，采取的方法是利用人的生長激素基因的mRNA為模板，進行反轉(zhuǎn)錄．
目的基因能插入宿主DNA，與大腸桿菌的DNA分子進行重組，原因是它們的成分和結(jié)構(gòu)相同，都是由四種脫氧核苷酸組成的雙螺旋結(jié)構(gòu)．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(nèi)的核糖體上成功表達．
將得到的大腸桿菌B涂布在一個含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，因質(zhì)粒上有抗氨芐青霉素基因，且重組質(zhì)粒上的抗氨芐青霉素基因，也沒有被破壞，所以如果大腸桿菌B能夠生長，說明已導(dǎo)入了含抗氨芐青霉素基因的普通質(zhì)粒或重組質(zhì)粒，反之則沒有導(dǎo)入．
解答： 解：（1）過程①是以mRNA為模板形成基因的過程，屬于反轉(zhuǎn)錄，此過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的參與．
（2）在構(gòu)建基因表達載體時，需用限制酶對目的基因和質(zhì)粒進行切割以形成相同的黏性末端．質(zhì)粒如果用限制酶Ⅱ來切割的話，將會在質(zhì)粒在出現(xiàn)兩個切口且抗生素抗性基因全被破壞，故質(zhì)粒只能用限制酶Ⅰ切割（破壞四環(huán)素抗性而保留氨芐青霉素抗性，即將來形成的重組質(zhì)粒能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中生存，而在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能生存）；目的基因兩端都出現(xiàn)黏性末端時才能和質(zhì)粒發(fā)生重組，故目的基因只有用限制酶Ⅱ切割時，才會在兩端都出現(xiàn)黏性末端．黏性末端其實是被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，這個切口上帶有幾個伸出的核苷酸，它們之間正好通過堿基互補配對進行連接．來源不同的DNA之所以能發(fā)生重新組合，主要原因是兩者的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)相同，都是雙螺旋結(jié)構(gòu)，基本組成單位都是脫氧核苷酸等．
（3）在目的基因?qū)胛⑸锛毎麜r，一般用CaCl2處理，以增大細胞壁的通透性，使含有目的基因的重組質(zhì)粒容易進入受體細胞．
（4）因本題上有2個標(biāo)記基因，但抗四環(huán)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(yǎng)基上能生長，說明已經(jīng)導(dǎo)入了重組質(zhì)�；蚱胀ㄙ|(zhì)粒A，因為普通質(zhì)粒和重組質(zhì)粒都含有抗氨芐青霉素的基因．與圖2中b空圈相對應(yīng)的圖2的a中的菌落表現(xiàn)型是抗氨芐青霉素但不抗四環(huán)素，說明這些細菌中導(dǎo)入了重組質(zhì)粒．
（5）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(nèi)成功表達．
故答案為：
（1）逆轉(zhuǎn)錄酶
（2）ⅡⅠ堿基互補配對    人的基因與大腸桿菌DNA都是由兩條脫氧核苷酸鏈組成的規(guī)則雙螺旋結(jié)構(gòu)
（3）CaCl2 細胞壁
（4）普通質(zhì)�；蛑亟M質(zhì)粒   抗氨芐青霉素但不抗四環(huán)素   重組質(zhì)粒   
（5）不同生物共用一套密碼子
點評：本題結(jié)合轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的培育過程圖，考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的工具及作用；識記基因工程的操作步驟及各步驟采用的方法和注意事項，能結(jié)合圖中信息答題．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中生物 來源： 題型：

從生態(tài)系統(tǒng)的組成成分看硝化細菌和蚯蚓屬于（　�。�
A、生產(chǎn)者和消費者
B、分解者
C、消費者
D、生產(chǎn)者和分解者

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科目：高中生物 來源： 題型：

在細胞內(nèi)含量較多，且對維持生命活動也必不可少的元素是（　�。�
A、Fe、Mn、Zn、Cu
B、C、Cu、Mg、Ca
C、K、Mg、N、P
D、Mg、H、C、Mo

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科目：高中生物 來源： 題型：

關(guān)于細胞中有機物的說法不正確的是（　　）
A、纖維素一般不作為植物細胞的儲能物質(zhì)，淀粉是植物細胞的儲能物質(zhì)
B、細胞中蛋白質(zhì)功能很多，不能作為能源物質(zhì)
C、細胞中脂肪儲能效率比糖類高，因為脂肪分子中碳、氫原子相對糖類多
D、糖元是人體內(nèi)的儲能物質(zhì)，和淀粉的基本單位都是葡萄糖

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科目：高中生物 來源： 題型：

下列關(guān)于核酸的敘述正確的是（　�。�
A、除病毒外，生物體都含有核酸
B、真核細胞中，DNA主要分布在細胞核中，RNA主要分布在細胞質(zhì)中
C、在絕大多數(shù)生物細胞中，RNA由兩條鏈構(gòu)成，DNA由一條鏈構(gòu)成
D、核酸徹底水解的產(chǎn)物是核苷酸

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科目：高中生物 來源： 題型：

下列有關(guān)核酸的敘述，不正確的是（　�。�
A、核酸是由C、H、O、N、P等元素組成
B、核酸的基本組成單位是氨基酸
C、核酸存在于細胞核和細胞質(zhì)中
D、核酸有DNA和RNA兩種

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科目：高中生物 來源： 題型：

如圖是利用基因工程方法生產(chǎn)重組人生長激素的有關(guān)資料．圖中質(zhì)粒表示基因工程中經(jīng)常選用的載體--pBR322質(zhì)粒，Amp表示青霉素抗性基因，Tet表示四環(huán)素抗性基因．根據(jù)如圖回答下列問題（限制酶Pst，1、EcoR1和HindⅢ切割形成的末端均不相同）；

（1）過程②需要
 
酶，得到的cDNA一般比從基因組文庫中獲得的目的基因要小的多，原因是
 
．過程④需要
 
酶，過程⑤中要提高成功率，常用
 
處理大腸桿菌．
（2）如果用限制酶Pst、EcoRⅠ和HindⅢ對質(zhì)粒-pBR322進行切割，用一種酶、兩種酶和三種酶分別切割時，則形成的DNA片段共
 
種．
（3）基因表達載體除了目的基因和抗性基因外，至少還有
 
等（至少答兩個）．
（4）如果只用限制酶PstI切割目的基因和質(zhì)粒pBR322，完成過程④⑤后，將三角瓶內(nèi)的大腸桿菌（不含Amp′、Tet′抗性質(zhì)粒）先接種到甲培養(yǎng)基上，形成菌落后用無菌牙簽挑取甲上的單個菌落，分別接種到乙和丙兩個培養(yǎng)基的相同位置上，一段時間后，菌落的生長狀況如圖所示．接種到甲培養(yǎng)基上的目的是篩選
 
的大腸桿菌，含有目的基因的大腸桿菌在乙、丙培養(yǎng)基上的存活狀態(tài)是
 
、
 
，也可以用
 
方法進行檢測．
（5）酵母菌細胞也常常作為基因工程的受體細胞，與大腸桿菌等細胞相比，其優(yōu)點是在蛋白質(zhì)合成后，細胞可以對其進行
 
并分泌到細胞外，便于提�。�

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科目：高中生物 來源： 題型：

動物體內(nèi)，在細胞之間傳遞信息的一組化學(xué)物質(zhì)是（　　）
A、抗體、信使RNA
B、激素、神經(jīng)遞質(zhì)
C、淀粉酶、解旋酶
D、DNA、RNA

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科目：高中生物 來源： 題型：

如果做一個實驗測定藻類植物是否完成光反應(yīng)，最好是檢測其（　�。�
A、葡萄糖的形成
B、淀粉的形成
C、氧氣的釋放
D、CO2的吸收量

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同步練習(xí)冊答案