Question

12．如圖是將人的生長激素基因導入細菌B細胞內制造“工程菌”的示意圖，所用載體為質粒A．已知細菌 B細胞內不含質粒A，也不含質粒A上的基因，質粒A導入細菌B后，其上的基因能得到表達．請完成下列問題：

（1）人工合成目的基因的途徑一般有哪兩條？
（2）如何將目的基因和質粒結合成重組質粒（重組 DNA分子）？
（3）目前把重組質粒導入細菌細胞時，效率還不高，導入完成后得到的細菌，實際上有的根本沒有導入質粒，有的導入的是普通質粒A，只有少數(shù)導入的是重組質粒．以下步驟可鑒別得到的細菌是否導入了質粒A或重組質粒：將得到的細菌涂布在一個含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能夠生長的就導入了質粒A或重組質粒；反之則沒有．使用這種方法鑒別的原因是普通質粒A和重組質粒都含有抗氨芐青霉素基因．
（4）若把通過鑒定證明導入了普通質粒A或重組質粒的細菌放在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，會發(fā)生的現(xiàn)象是有的能生長，有的不能生長，原因是導入普通質粒A的細菌能生長，因為普通質粒 A上有抗四環(huán)素基因；導入重組質粒的細菌不能生長，因為目的基因插在抗四環(huán)素基因中，抗四環(huán)素基因的結構被破壞．
（5）導入細菌B細胞中的目的基因成功表達的標志是什么？

Answer 1

分析 分析題圖：圖示表示將人的生長激素基因導入細菌B細胞內制造“工程菌”的過程．質粒A上含有四環(huán)素抗性基因和氨芐青霉素抗性基因，構建基因表達載體后，破環(huán)了質粒A的四環(huán)素抗性基因，但氨芐青霉素抗性基因正常，所以導入重組質�；蚱胀ㄙ|粒的大腸桿菌都能抗氨芐青霉素，但導入重組質粒的大腸桿菌不能抗四環(huán)素．

解答 解：（1）人工合成目的基因的兩條途徑是：
①將從細胞中提取分離出的目的基因作為模板，轉錄成 mRNA單鏈DNA雙鏈DNA；
②根據(jù)蛋白質中氨基酸序列 mRNA中堿基序列DNA堿基序列目的基因．
（2）將目的基因和質粒結合形成重組質粒的過程是：①用一定的限制酶切割質粒，使其出現(xiàn)一個有黏性末端的切口；②用同種限制酶切割目的基因，產(chǎn)生相同的黏性末端；③將切下的目的基因片段插入到質粒的切口處，再加入適量的DNA連接酶，使質粒與目的基因結合成重組質粒．
（3）檢測質�；蛑亟M質粒是否導入受體細胞，均需利用質粒上某些標記基因的特性，即對已經(jīng)做了導入處理的本身無相應特性的受體細胞進行檢測，根據(jù)受體細胞是否具有相應的特性來確定；抗氨芐青霉素基因在質粒 A和重組質粒上都有，且它與目的基因是否插入無關，所以，用含氨芐青霉素的選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)經(jīng)質粒處理的受體細胞，凡能生長的表明有質粒導入；不能生長的則無質粒導入．
（4）抗四環(huán)素基因在質粒A上，而且它的位置正是目的基因插入之處．因此當目的基因插入質粒A形成重組質粒，此處的抗四環(huán)素基因的結構和功能就會被破壞，含重組質粒的受體細胞就不能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長，而質粒A上無目的基因插入，四環(huán)素基因結構是完整的，這種受體細胞就能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長．
（5）基因成功表達的標志是受體細胞通過轉錄、翻譯合成相應的蛋白質，即人的生長激素．
故答案為：
（1）人工合成目的基因的兩條途徑是：
①將從細胞中提取分離出的目的基因作為模板，轉錄成 mRNA單鏈DNA雙鏈DNA；
②根據(jù)蛋白質中氨基酸序列mRNA中堿基序列DNA堿基序列目的基因．
（2）將目的基因和質粒結合形成重組質粒的過程是：①用一定的限制酶切割質粒，使其出現(xiàn)一個有黏性末端的切口；②用同種限制酶切割目的基因，產(chǎn)生相同的黏性末端；③將切下的目的基因片段插入到質粒的切口處，再加入適量的DNA連接酶，使質粒與目的基因結合成重組質粒．
（3）普通質粒A和重組質粒都含有抗氨芐青霉素基因
（4）有的能生長，有的不能生長　導入普通質粒A的細菌能生長，因為普通質粒 A上有抗四環(huán)素基因；導入重組質粒的細菌不能生長，因為目的基因插在抗四環(huán)素基因中，抗四環(huán)素基因的結構被破壞
（5）基因成功表達的標志是受體細胞通過轉錄、翻譯合成相應的蛋白質，即人的生長激素．

點評 本題結合“工程菌”的制造過程，考查基因工程的應用，要求考生識記基因工程的基本操作步驟，能分析題圖，明確目的基因插入質粒后會破壞質粒的四環(huán)素抗性基因，再對選項作出準確的判斷，屬于考綱識記和理解層次的考查．