Question

【題目】某科學(xué)工作者首先從真核細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)的多聚核糖體中獲得mRNA，再將獲得的mRNA與單鏈DNA分子雜交，從而分離獲得目的基因。該方法的操作過程如圖所示，請(qǐng)回答下列相關(guān)問題：

（1）圖中加熱處理的目的是獲得DNA單鏈，在加熱過程中破壞了DNA分子結(jié)構(gòu)中的_____________(填化學(xué)鍵名稱）。利用PCR技術(shù)對(duì)DNA分子進(jìn)行擴(kuò)增時(shí)，需要的條件有____________(至少答出三點(diǎn)）。

（2）一個(gè)mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體（即多聚核糖體的存在），其意義是____________。

（3）mRNA與單鏈DNA分子雜交的原理是____________；分子雜交形成游離的凸環(huán)3、5、7的原因是DNA中含有___________，這接非編碼DNA片段被轉(zhuǎn)錄后在mRNA加工過程中會(huì)被剪切掉。與DNA復(fù)制相比，DNA與mRNA分子雜交特有的堿基配對(duì)類型是____________________。

（4）在基因工程中，構(gòu)建的表達(dá)載體應(yīng)含有目的基因及啟動(dòng)子，其中啟動(dòng)子的作用是________________。

Answer 1

【答案】 氫鍵 熱穩(wěn)定DNA聚合酶（或Taq酶）、引物、原料、加熱 少量的mRNA就可以迅速合成大量的蛋白質(zhì) 遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 內(nèi)含子 A-U RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄

【解析】試題分析：據(jù)圖分析，含有目的基因的DNA分子擴(kuò)增后加熱獲得大量的單鏈DNA分子，然后與從多聚核糖體獲得了相應(yīng)的mRNA雜交，然后從雜交分子中提取和分離單鏈DNA分子，進(jìn)而合成目的基因。

（1）根據(jù)題意分析，加熱處理后獲得了單鏈DNA分子，說明加熱過程中破壞了DNA分子結(jié)構(gòu)中堿基對(duì)之間的氫鍵；PCR技術(shù)是將某一DNA分子片段在實(shí)驗(yàn)條件下，合成許多相同片段的一種方法，利用這種技術(shù)能快速而特異性的擴(kuò)增任何要求的目的基因或DNA分子片段，該技術(shù)需要的條件有：熱穩(wěn)定DNA聚合酶（或Taq酶）、兩種引物、脫氧核苷酸作為原料、加熱等。

（2）一個(gè)mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，而每一個(gè)核糖體通過該mRNA后都可以合成一個(gè)相同的蛋白質(zhì)分子，因此其意義在于可以利用少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。

（3）mRNA分子與DNA分子之間雜交的原理是堿基互補(bǔ)配對(duì)原則；DNA分子的編碼區(qū)包括內(nèi)含子和外顯子，其中內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄形成的mRNA片段在加工過程中被剪切掉了，不能參與形成成熟的mRNA，因此圖中分子雜交形成游離的凸環(huán)3、5、7是因?yàn)镈NA分子中存在內(nèi)含子導(dǎo)致的。U是RNA特有的堿基，因此與DNA復(fù)制相比，DNA與mRNA分子雜交特有的堿基配對(duì)類型是A與U配對(duì)。

（4）基因表達(dá)載體的組成成分包括目的基因、標(biāo)記基因、啟動(dòng)子和終止子，其中啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄。