Question

【題目】科學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，需使用特定的限制酶切割目的基因和質粒，便于重組和篩選。已知限制酶Ⅰ的識別序列和切點是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的識別序列和切點是—↓GATC—，請據(jù)圖回答：

（1）過程①所需要的酶是_________________

（2）在構建基因表達載體的過程中，應用限制酶______切割質粒，用限制酶______切割目的基因。用限制酶切割目的基因和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中一般將受體大腸桿菌用Cacl2溶液進行處理，用以增大細胞壁的通透性，使________________________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a所示的結果（圓點表示菌落），該結果說明能夠生長的大腸桿菌中已導入了____________________，反之則沒有導入；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b所示的結果（圓圈表示與圖a中培養(yǎng)基上對照無菌落的位置）。與圖b圓圈相對應的圖a中的菌落表現(xiàn)型是__________________________，這些大腸桿菌中導入了________________。

Answer 1

【答案】 逆轉錄酶 Ⅰ Ⅱ 堿基互補配對 人的基因與大腸桿菌DNA分子的雙螺旋結構相同 含有目的基因的重組質粒 普通質�；蛑亟M質粒 抗氨芐青霉素而不抗四環(huán)素 重組質粒

【解析】分析題圖：圖示表示利用基因工程培育抗蟲棉過程，其中①表示通過mRNA為模板合成目的基因的逆轉錄過程；②表示基因表達載體的構建過程，該過程需要限制酶和DNA連接酶；③表示將目的基因導入受體細胞。

（1）過程①是以mRNA為模板形成目的基因的過程，屬于逆轉錄，此過程需要逆轉錄酶的催化。

（2）在構建基因表達載體時，需用限制酶對目的基因和質粒進行切割以形成相同的黏性末端。質粒如果用限制酶Ⅱ來切割的話，將會在質粒在出現(xiàn)兩個切口且抗生素抗性基因全被破壞，故質粒只能用限制酶Ⅰ切割（破壞四環(huán)素抗性基因而保留氨芐青霉素抗性基因，即將來形成的重組質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構基礎相同，都是雙螺旋結構，基本組成單位都是脫氧核苷酸等。

（3）如果受體細胞是細菌，常用CaCl2溶液處理細胞，以增大細胞壁的通透性，使細胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中含有目的基因的重組質粒的生理狀態(tài)，即感受態(tài)。

（4）如果大腸桿菌在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中能生存的話，說明該細菌已獲得抗該抗生素的能力，體內已導入了該抗生素的基因（普通質�；蛑亟M質粒都含有該基因）；圖a中能生存的菌落為抗氨芐青霉素的菌落，轉移到含四環(huán)素培養(yǎng)基的菌落不變，但有的菌落不能生存，說明這些菌落抗氨芐青霉素而不抗四環(huán)素；那么這些大腸桿菌體內導入的應是重組質粒，如果是普通質粒的話，應該既抗氨芐青霉素又抗四環(huán)素，在圖a、b中都應該存在。