Question

【題目】哺乳動物產(chǎn)生的凝乳酶是一種重要的商用酶。圖1是利用生物工程技術(shù)快速生產(chǎn)凝乳酶的過程；圖2 是圖1中過程⑤合成的含有目的基因的DNA[片斷，HindⅢ、 EcoRI、BamHI分別為三種限制性內(nèi)切酶，下圖2中箭頭所指為三種限制酶的切點；圖3表示某種大腸桿菌的質(zhì)粒中含有β半乳糖苷酶α片段序列，大腸桿菌的DNA分子中則含有β半乳糖酶ω片段序列，由于天然大腸桿菌同時具備這兩種片段序列，可以使培養(yǎng)基中含有Xgal底物轉(zhuǎn)變成藍色產(chǎn)物，當缺少任意一個α或ω片段序列，Xgal底物不能轉(zhuǎn)變成藍色產(chǎn)物。圖4是大腸桿菌中的質(zhì)粒放大圖。

（1）圖1中所示通過①②③過程獲取目的基因的方法為______________________。

（2）能否在該哺乳動物的唾液腺細胞中獲得相關(guān)的mRNA，為什么？______________。

（3）將經(jīng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)處理過的質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌后，再將大腸桿菌接種到含有Xgal底物的培養(yǎng)基培養(yǎng)一段時間后，培養(yǎng)基中出現(xiàn)較多的藍色菌落，這是因為__________________。

（4）應(yīng)選用的限制性內(nèi)切酶是____________，選擇的依據(jù)是____________。

（5）圖中的引物是RNA分子片段，由過程②設(shè)計該引物的原理依據(jù)是________。

（6）過程⑩的基本環(huán)節(jié)如下圖：

酶蛋白沉淀的方法有_____________，提純酶的方法常用_____________。

Answer 1

【答案】人工方法化學(xué)合成 不能，基因的選擇性表達，唾液腺細胞凝乳酶基因不能表達 同一種限制酶作用的目的基因、質(zhì)粒具有相同的粘性末端，因此會出現(xiàn)質(zhì)粒的自我環(huán)化的空載現(xiàn)象，空載質(zhì)粒含有完整的α、ω片段序列，能利用培養(yǎng)基中的Xgal底物產(chǎn)生藍色產(chǎn)物 EcoRI 切斷α片段序列，為重組DNA分子的篩選提供標記 密碼子與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系 改變pH或加入硫酸銨 層析法

【解析】

分析圖1：圖1是利用生物工程技術(shù)快速生產(chǎn)凝乳酶的過程，其中①②③、④⑤、11表示3種獲取目的基因的方法；⑥表示目的基因的擴增，往往采用PCR技術(shù)；⑦表示基因表達載體的構(gòu)建過程；⑧表示將目的基因?qū)�入受體菌；⑨表示利用工程菌生產(chǎn)相應(yīng)的酶。

分析圖2：圖2是圖1中過程⑤合成的含有目的基因的DNA片斷，HindⅢ、EcoRⅠ、BamHⅠ分別為三種限制性內(nèi)切酶，圖2中箭頭所指為三種限制酶的切點；

分析圖3：圖3表示某種大腸桿菌的質(zhì)粒中含有β-半乳糖苷酶α片段序列，大腸桿菌的DNA分子中則含有β-半乳糖酶ω片段序列，由于天然大腸桿菌同時具備這兩種片段序列，可以使培養(yǎng)基中含有X-gal底物轉(zhuǎn)變成藍色產(chǎn)物，當缺少任意一個α或ω片段序列，X-gal底物不能轉(zhuǎn)變成藍色產(chǎn)物。

分析圖4：圖4是大腸桿菌中的質(zhì)粒放大圖。

（1）圖1中①②③過程表示采用人工方法化學(xué)合成目的基因，即根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測出信使RNA序列，再推測出結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列，然后用化學(xué)的方法以單核苷酸為原料合成。

（2）由于基因的選擇性表達，凝乳酶基因不能在唾液腺細胞中表達，因此不能在該哺乳動物的唾液腺細胞中獲得相關(guān)的mRNA。

（3）大腸桿菌的質(zhì)粒中含有β-半乳糖苷酶α片段序列，大腸桿菌的DNA分子中則含有β-半乳糖酶ω片段序列，由于天然大腸桿菌同時具備這兩種片段序列，可以使培養(yǎng)基中含有X-gal底物轉(zhuǎn)變成藍色產(chǎn)物。將經(jīng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)處理過的質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌后，再將大腸桿菌接種到含有X-gal底物的培養(yǎng)基培養(yǎng)一段時間后，培養(yǎng)基中出現(xiàn)較多的藍色菌落，這是因為同一種限制酶作用的目的基因、質(zhì)粒具有相同的粘性末端，因此會出現(xiàn)質(zhì)粒的自我環(huán)化的空載現(xiàn)象，空載質(zhì)粒含有完整的α、ω片段序列，能利用培養(yǎng)基中的X-gal底物產(chǎn)生藍色產(chǎn)物。

（4）質(zhì)粒上含有三種限制酶的切割位點，若用限制酶HindⅢ切割會破壞目的基因，若用限制酶BamHⅠ切割會破壞標記基因，因此應(yīng)選用限制性內(nèi)切酶EcoRI，這樣既可切斷α片段序列，又不會破壞標記基因，即可為重組DNA分子的篩選提供標記。

（5）過程②中測定氨基酸序列的原理依據(jù)是密碼子與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系。

（6）過程⑩中，酶蛋白沉淀的方法有改變pH或加入硫酸銨，提純酶常用層析法。