Question

10．科學(xué)家從預(yù)期人的生長激素的功能出發(fā)，推測相應(yīng)的脫氧核苷酸序列，并人工合成了雙鏈DNA片段，獲得雙鏈DNA．科學(xué)家將人的生長激素基因與大腸桿菌的質(zhì)粒進行重組，并使其成功地在大腸桿菌中表達．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-．據(jù)圖回答：

（1）為了精確地獲取圖中的重組質(zhì)粒，應(yīng)用限制酶Ⅰ切割質(zhì)粒，用限制酶Ⅱ切割目的基因．
（2）將基因表達載體導(dǎo)入大腸桿菌B之前，要將大腸桿菌B放入一定濃度的CaCl₂溶液中處理，使之成為感受態(tài)的大腸桿菌．
（3）人的基因之所以能與大腸桿菌的質(zhì)粒進行重組拼接是因為它們的化學(xué)本質(zhì)都是雙鏈DNA．人的生長激素基因能在細菌體內(nèi)成功表達是因為生物共用一套遺傳密碼．
（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)基上能夠生長，說明該菌已導(dǎo)入了質(zhì)�；蛑亟M質(zhì)粒，反之則沒有導(dǎo)入．
（5）上述方法制備人的生長激素，運用的現(xiàn)代生物技術(shù)是蛋白質(zhì)工程．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析，①是以mRNA為模板合成DNA的過程，通過逆轉(zhuǎn)錄獲取目的基因的過程，②是構(gòu)建基因表達載體的過程，此過程需要限制酶和DNA連接酶．③是將目的基因?qū)�入受體細胞的過程，受體細胞是微生物，常用一定濃度的鈣離子溶液作用于微生物，使其處于感受態(tài)．所有的生物共用一套密碼子，是目的基因在受體細胞內(nèi)成功表達的基礎(chǔ)．標記基因可以檢測重組質(zhì)粒是否導(dǎo)入受體細胞中．

解答 解：（1）在構(gòu)建基因表達載體時，需用限制酶對目的基因和質(zhì)粒進行切割以形成相同的黏性末端．質(zhì)粒如果用限制酶Ⅱ來切割的話，將會在質(zhì)粒在出現(xiàn)兩個切口且抗生素抗性基因全被破壞，故質(zhì)粒只能用限制酶Ⅰ切割（破壞四環(huán)素抗性而保留氨芐青霉素抗性，即將來形成的重組質(zhì)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(zhì)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．
（2）將基因表達載體導(dǎo)入細菌B之前，要將細菌B放入一定濃度的CaCl₂溶液中處理，使之成為感受態(tài)的細菌．
（3）人的基因之所以能與大腸桿菌的質(zhì)粒進行重組拼接是因為它們的化學(xué)本質(zhì)都是雙鏈DNA．人的生長激素基因能在細菌體內(nèi)成功表達是因為所有生物共用一套遺傳密碼．
（4）因本題上有2個標記基因，但抗四環(huán)素基因被插入的基因破壞掉，因此剩下的是抗氨芐青霉素抗性基因，如果在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上能生長，說明已經(jīng)導(dǎo)入了重組質(zhì)�；蚱胀ㄙ|(zhì)粒A，因為普通質(zhì)粒和重組質(zhì)粒都含有抗氨芐青霉素的基因．
（5）根據(jù)題意可知，科學(xué)家從預(yù)期人的生長激素的功能出發(fā)，推測相應(yīng)的脫氧核苷酸序列，并人工合成了雙鏈DNA片段，該過程中運用了蛋白質(zhì)工程技術(shù)．
故答案為：
（1）限制酶Ⅰ限制酶Ⅱ
（2）CaCl₂
（3）它們的化學(xué)本質(zhì)都是雙鏈DNA     生物共用一套遺傳密碼 
（4）質(zhì)�；蛑亟M質(zhì)粒
（5）蛋白質(zhì)工程

點評 本題結(jié)合轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的培育過程圖，考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的工具及作用；識記基因工程的操作步驟及各步驟采用的方法和注意事項，能結(jié)合圖中信息答題．