Question

【題目】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Msp Ⅰ、BamH Ⅰ、Mbo Ⅰ、Sma Ⅰ4種限制性核酸內(nèi)切酶切割的堿基序列和酶切位點(diǎn)分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個(gè)堿基之間依次由_________________________連接。

（2）若用限制酶Sma Ⅰ完全切割圖1中DNA片段，其產(chǎn)物長(zhǎng)度為_______________________

（3）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��?/span>d。從隱性純合子分離出圖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_____種不同DNA片段。為了提高實(shí)驗(yàn)成功率，需要通過(guò)_____________技術(shù)擴(kuò)增目的基因，以獲得目的基因的大量拷貝。

（4）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，形成重組質(zhì)粒，那么應(yīng)選用的限制酶是_____________。在導(dǎo)入重組質(zhì)粒后，為了篩選出含質(zhì)粒的大腸桿菌，一般需要用添加____________的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，用影印法接種到只含________________的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，可進(jìn)一步篩選出含重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞。

（5）假設(shè)用BamH Ⅰ切割DNA獲取目的基因，用Mbo Ⅰ切割質(zhì)粒，然后形成重組質(zhì)粒，若將插入在抗生素B抗性基因處的目的基因重新切割下來(lái)，能否用BamH Ⅰ？為什么？___

Answer 1

【答案】脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖 537bp、790bp、661bp 2 PCR BamH I 抗生素B 抗生素A 不一定 因?yàn)槟康幕�因和抗生�?/span>B抗性基因拼接處不一定出現(xiàn)GGATCC

【解析】

基因工程是狹義的遺傳工程，基因工程的基本原理是讓人們感興趣的基因（即目的基因）在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定高效地表達(dá)。為了實(shí)現(xiàn)基因工程的目標(biāo)，通常要有多種工具酶、目的基因、載體和宿主細(xì)胞等基本要素，并按照一定的程序進(jìn)行操作，它包括目的基因的獲得、重組DNA的形成，重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞也稱(chēng)（宿主）細(xì)胞、篩選含有目的基因的受體細(xì)胞和目的基因的表達(dá)等幾個(gè)方面�；�因表達(dá)載體的構(gòu)建（即目的基因與運(yùn)載體結(jié)合）是實(shí)施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。其構(gòu)建目的是使目的基因能在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。影印接種法的具體過(guò)程是：將待測(cè)的濃縮菌懸液涂在合適的平板上，等其長(zhǎng)好后作為母平板（每平板上的菌落控制在50～300個(gè)）；用一小塊滅菌的絲絨固定在直徑較平板略小的圓柱形木塊上，構(gòu)成印章（即接種工具）；然后把長(zhǎng)有菌落的母平板倒置在絲絨的印章上，輕輕印一下；再把此印章在另一含有選擇培養(yǎng)基的平板上輕輕印一下，經(jīng)培養(yǎng)后，選擇培養(yǎng)基平板上長(zhǎng)出的菌落與母平板上的菌落位置對(duì)應(yīng)，比較影印平板與母平板上菌落生長(zhǎng)情況，即可從相應(yīng)位置的母平板上選出待測(cè)的突變型菌落。

（1）DNA的基本單位是脫氧核苷酸，DNA的兩條鏈反向平行，均由脫氧核苷酸脫水而成，脫氧核苷酸由一分子含氮堿基、一分子磷酸和一分子脫氧核糖組成。因此，圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個(gè)堿基之間依次由脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖組成。

（2）限制酶SmaⅠ的酶切位點(diǎn)是CCC↓GGG，其切割產(chǎn)生的是平末端，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。

（3）發(fā)生基因突變后的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，所以從隱性純合子分離出圖1及其對(duì)應(yīng)的DNA片段，被限制酶SmaⅠ完全切割后形成會(huì)2種不同的DNA片段。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。

（4）基因表達(dá)載體構(gòu)建的過(guò)程中需要利用限制酶和DNA連接酶，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。用限制酶BamHⅠ切割質(zhì)粒后，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。用影印法接種到只含抗生素A 的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，則含重組質(zhì)粒的大腸桿菌不能生長(zhǎng)，對(duì)比原來(lái)只含抗生素A 的培養(yǎng)基上的菌落，可在原來(lái)只含抗生素A的培養(yǎng)基上找到相應(yīng)的含重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞。

（5）假設(shè)用BamH Ⅰ切割DNA獲取目的基因，用Mbo Ⅰ切割質(zhì)粒，然后形成重組質(zhì)粒，拼接處可能形成了新的序列，而這個(gè)序列BamH Ⅰ不能識(shí)別，所以不一定能用BamH Ⅰ再去切割重組質(zhì)粒。