Question

科學(xué)家將人的生長激素基因與大腸桿菌的DNA分子進(jìn)行重組，并成功地在大腸桿菌中得以表達(dá)。但在進(jìn)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(zhì)粒，便于重組和篩選。已知限制酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是－G^↓GATTC－，限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是－^↓GATC－，請(qǐng)據(jù)圖回答：

（1）過程①所需要的酶是　　　　　　　　。
（2）在構(gòu)建基因表達(dá)載體的過程中，應(yīng)用限制酶　   　切割質(zhì)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(jìn)行連接。人的基因之所以能與大腸桿菌的DNA分子進(jìn)行重組，原因是　　　　　       　　　　　　　　。
（3）在過程③中一般將受體大腸桿菌用　　 　　進(jìn)行處理，以增大　　　　 　　　的通透性，使含有目的基因的重組質(zhì)粒容易進(jìn)入受體細(xì)胞。
（4）將得到的大腸桿菌B涂布在一個(gè)含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，得到如圖a所示的結(jié)果（圓點(diǎn)表示菌落），該結(jié)果說明能夠生長的大腸桿菌中已導(dǎo)入了　　  　　，反之則沒有導(dǎo)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(jié)果（圓圈表示與圖a中培養(yǎng)基上對(duì)照無菌落的位置）。與圖b圓圈相對(duì)應(yīng)的圖a中的菌落表現(xiàn)型是　         　　        ，這些大腸桿菌中導(dǎo)入了　　　　　　　　。

Answer 1

（1）逆轉(zhuǎn)錄酶（1分）
（2）Ⅰ   Ⅱ     堿基互補(bǔ)配對(duì)(1分)　 人的基因與大腸桿菌DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)相同
（3）CaCl₂溶液（1分）　細(xì)胞壁（1分）
（4）普通質(zhì)�；蛑亟M質(zhì)粒（1分）　 抗氨芐青霉素而不抗四環(huán)素　　  重組質(zhì)粒

解析試題分析：⑴過程①是以mRNA為模板形成基因的過程，屬于逆轉(zhuǎn)錄，此過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的參與。⑵在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需用限制酶對(duì)目的基因和質(zhì)粒進(jìn)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(huì)在質(zhì)粒在出現(xiàn)兩個(gè)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(shí)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(shí)，才會(huì)在兩端都出現(xiàn)黏性末端。黏性末端其實(shí)是被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，這個(gè)切口上帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，它們之間正好通過堿基互補(bǔ)配對(duì)進(jìn)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(jié)構(gòu)基礎(chǔ)相同，都是雙螺旋結(jié)構(gòu)，基本組成單位都是脫氧核苷酸等。⑶如果受體細(xì)胞是細(xì)菌，常用CaCl₂溶液處理細(xì)胞，以增大細(xì)胞壁的通透性，使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，即感受態(tài)。⑷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(xì)菌已獲得抗該抗生素的能力，體內(nèi)已導(dǎo)入了該抗生素的基因（普通質(zhì)�；蛑亟M質(zhì)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(zhuǎn)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(nèi)導(dǎo)入的應(yīng)是重組質(zhì)粒，如果是普通質(zhì)粒的話，應(yīng)該既抗氨芐青霉素又抗四環(huán)素，在圖a、b中都應(yīng)該存在。
考點(diǎn)：本題主要考查與基因工程相關(guān)的知識(shí)，如基因工程的基本工具、基因工程的操作程序等，意在考查考生能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋并做出合理判斷得出正確結(jié)論的能力。