Question

1．回答下列有關(guān)基因工程問(wèn)題．
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、SmaI 4種限制性核酸內(nèi)切它們識(shí)別的堿基序列和酶切位點(diǎn)分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG．
（1）若用限制酶SmaI完全切割圖1中DNA片段，其產(chǎn)物長(zhǎng)度分別為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，那么基因D就突變?yōu)榛�因d．從隱形純合子中分離出圖1及其對(duì)應(yīng)的DNA片段，用限制酶Sma I完全切割，產(chǎn)物中共有2種不同長(zhǎng)度的DNA片段．
（2）為了提高試驗(yàn)成功率，需要通過(guò)PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因，以獲得目的基因的大量拷貝．該方法也是檢測(cè)遺傳（基因）多樣性的最簡(jiǎn)單方法．
（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)行連接，形成重組質(zhì)粒，那么應(yīng)選用的限制酶是BamH1．
（4）為了篩選出成功導(dǎo)入含目的基因D的重組質(zhì)粒的大腸桿菌，首先將大腸桿菌在含抗生素B的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖3的菌落．再將滅菌絨布按到培養(yǎng)基上，使絨布面沾上菌落，然后將絨布按到含抗生素A的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖4的結(jié)果（空圈表示與圖3對(duì)照無(wú)菌落的位置）．
（5）在選出的大腸桿菌內(nèi)基因D能成功表達(dá)的原因是生物界共用一套遺傳密碼子．其表達(dá)產(chǎn)物是一條多肽鏈，如考慮終止密碼，則其至少含有的氧原子數(shù)為340．

Answer 1

分析 分析圖1：圖中DNA片段含有2個(gè)限制酶MspⅠ和SmaⅠ切割位點(diǎn)，也含有兩個(gè)限制酶BamHⅠ和MboⅠ切割位點(diǎn)．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．

解答 解：（1）圖1中DNA片段含有兩個(gè)SmaⅠ酶切位點(diǎn)，被SmaⅠ酶完全切割后出現(xiàn)三個(gè)長(zhǎng)度的片段，分別是537bp、790bp、661bp．隱形純合子的d基因片段只有一個(gè)SmaⅠ酶切位點(diǎn)，完全切割后出現(xiàn)兩個(gè)片段長(zhǎng)度分別是1327bp、661bp，即被限制酶SmaⅠ完全切割后形成會(huì)2種不同的DNA片段．
（2）為了提高試驗(yàn)成功率，需要通過(guò)PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因，以獲得目的基因的大量拷貝．該方法也是檢測(cè)遺傳多樣性的最簡(jiǎn)單方法．
（3）限制酶MspⅠ和SmaⅠ的切割位點(diǎn)位于目的基因D上，若用這兩種酶切割會(huì)被破壞目的基因D；運(yùn)載體的兩個(gè)標(biāo)記基因上都有限制酶MboⅠ的切割位點(diǎn)，用該酶切割會(huì)破壞這兩個(gè)標(biāo)記基因，因此只能選用限制酶BamHⅠ切割外源DNA分子和運(yùn)載體．
（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．圖4中空心圈在圖3中對(duì)應(yīng)的位置是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，最多能翻譯形成含有1020÷3-1（終止密碼子）=339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338+2×1=340個(gè)．
故答案為：
（1）537bp、790bp、661bp 2
（2）遺傳（基因）
（3）BamH1
（4）抗生素B 抗生素A
（5）生物界共用一套遺傳密碼子 340

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合基因結(jié)構(gòu)圖和運(yùn)載體結(jié)構(gòu)圖，考查基因工程的技術(shù)和原理，要求考生認(rèn)真分析圖1和圖2，根據(jù)圖1中信息計(jì)算限制酶SmaⅠ切割產(chǎn)生的片段的種類及長(zhǎng)度；根據(jù)圖1和圖2中限制酶的給切割位點(diǎn)，明確構(gòu)建基因表達(dá)載體只能用限制酶BamHⅠ，再運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)答題即可．