Question

7．1980年第一例轉(zhuǎn)基因動物--轉(zhuǎn)基因小鼠問世，基因工程發(fā)展迅速，成果層出不窮．

Ⅰ限制性核酸內(nèi)切酶主要是從原核生物中分離純化出來的，每種限制酶能夠識別雙鏈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核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開．如圖1所示是四種不同限制酶切割形成的DNA片段：其中的（2）能和（7）（填序號）在DNA連接酶的作用下連接成$\frac{\underline{\;ACGT\;}}{TGCA}$．
Ⅱ干擾素是一種抗病毒的特效藥，人血液中每升只能提取0.05mg干擾素，科學(xué)家用基因工程方法在大
腸桿菌及酵母菌細胞內(nèi)獲得了干擾素，可大大提高產(chǎn)量也降低價格．
（1）干擾素的化學(xué)本質(zhì)是糖蛋白．在人體內(nèi)參與其形成的相關(guān)具膜的細胞結(jié)構(gòu)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細胞膜、線粒體．
（2）人的干擾素基因在酵母菌細胞內(nèi)的表達過程為干擾素基因→mRNA→蛋白質(zhì)．
ⅢPCR技術(shù)（聚合酶鏈式反應(yīng)）可以使目的基因擴增，獲得大量DNA克隆分子．（過程如圖2所示，圖中黑色長方形是引物）
（1）該技術(shù)的依據(jù)的原理是DNA的半保留復(fù)制．圖中的變性是指模板DNA雙鏈解旋形成單鏈．
（2）假設(shè)PCR反應(yīng)中的DNA模板為P，第一輪循環(huán)的產(chǎn)物2個子代DNA為N₁，第二輪的產(chǎn)物4個子代DNA為N₂，則N₂中分別含有模板DNA單鏈的DNA分別有2個．若繼續(xù)循環(huán)，該DNA片段共經(jīng)過30次循環(huán)后能形成2³⁰個這樣的片段．
（3）某樣品DNA分子中共含3000個堿基對，堿基數(shù)量滿足：$\frac{A+T}{G+C}$=$\frac{1}{2}$，若經(jīng)5次循環(huán)，至少需要向試管中加入31000個腺嘌呤脫氧核苷酸．（不考慮引物所對應(yīng)的片段）

Answer 1

分析 1、限制酶：能夠識別雙鏈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核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂．形成黏性末端和平末端兩種．
2、DNA連接酶：兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵．
3、PCR全稱為聚合酶鏈式反應(yīng)，是一項在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)．采用PCR技術(shù)擴增DNA的過程中，DNA數(shù)目以指數(shù)的方式擴增，即約2ⁿ．

解答 解：Ⅰ限制性核酸內(nèi)切酶主要是從原核生物中分離純化出來的，每種限制酶能夠識別雙鏈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核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開．如圖1所示是四種不同限制酶切割形成的DNA片段：其中的（2）能和（7）在DNA連接酶的作用下連接成$\frac{\underline{\;ACGT\;}}{TGCA}$．
Ⅱ（1）干擾素的化學(xué)本質(zhì)是糖蛋白．蛋白質(zhì)在核糖體中合成后需要運輸、加工，并消耗能量，排出細胞．由于核糖體沒有膜結(jié)構(gòu)，所以在人體內(nèi)參與其形成的相關(guān)具膜的細胞結(jié)構(gòu)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細胞膜、線粒體．
（2）人的干擾素基因在酵母菌細胞內(nèi)的表達過程為干擾素基因→mRNA→蛋白質(zhì)，包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程．
Ⅲ（1）PCR技術(shù)又稱聚合酶鏈式反應(yīng)，該技術(shù)的依據(jù)的原理是DNA的半保留復(fù)制；圖中的變性是指模板DNA雙鏈在高溫作用下解旋形成單鏈．
（2）假設(shè)PCR反應(yīng)中的DNA模板為P，第一輪循環(huán)的產(chǎn)物2個子代DNA為N₁，第二輪的產(chǎn)物4個子代DNA為N₂，由于DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制，則N₂中分別含有模板DNA單鏈的DNA分別有2個．若繼續(xù)循環(huán)，該DNA片段共經(jīng)過30次循環(huán)后能形成2³⁰個這樣的片段．
（3）若DNA分子中共含3000個堿基對，堿基數(shù)量滿足：$\frac{A+T}{G+C}$=$\frac{1}{2}$，則A+T=3000×2×$\frac{1}{3}$=2000，即A=T=1000．經(jīng)5次循環(huán)，至少需要向試管中加入腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目為（2⁵-1）×1000=31000個．
故答案為：
Ⅰ原核生物    特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵    （7）DNA連接酶    $\frac{\underline{\;ACGT\;}}{TGCA}$
Ⅱ（1）糖蛋白   內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細胞膜、線粒體
（2）干擾素基因→mRNA→蛋白質(zhì)（干擾素）
Ⅲ（1）DNA的半保留復(fù)制   模板DNA雙鏈解旋形成單鏈
（2）2          2³⁰
（3）31000

點評 本題綜合考查基因工程和PCR技術(shù)的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生的識圖能力和判斷能力，運用所學(xué)知識綜合分析問題的能力．