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，該方法也是檢測(cè)_________多樣性最簡(jiǎn)單的方法。

【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】

【1】脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖

【2】537bp、790bp、661bp

【3】 2 PCR 遺傳

【4】 BamH I 抗生素B 抗生素A

【5】 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】

分析圖1：圖中DNA片段含有2個(gè)限制酶MspⅠ和SmaⅠ切割位點(diǎn)，也含有兩個(gè)限制酶BamHⅠ和MboⅠ切割位點(diǎn)。基因D兩側(cè)序列為GGATCC，可被限制酶BamHⅠ切割。

分析圖2：質(zhì)粒含有CCGG序列、GGATCC序列和GATC序列，其中CCGG序列可被限制酶MspⅠ切割，GGATCC序列和GATC序列可被限制酶MboⅠ切割。用限制酶BamHⅠ切割破壞了抗生素A抗性基因，但沒(méi)有破環(huán)抗生素B抗性基因，因此含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌能抗抗生素B，但不能抗抗生素A。

【1】根據(jù)脫氧核酸的結(jié)構(gòu)組成可知，一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個(gè)脫氧核苷酸之間通過(guò)磷酸二酯鍵相連，因此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、脫氧核糖相連。

【2】識(shí)圖分析可知，SmaⅠ識(shí)別的序列為GGGCCC，切割會(huì)產(chǎn)生平末端；圖1中DNA片段含有兩個(gè)SmaⅠ識(shí)別位點(diǎn)，第一個(gè)識(shí)別位點(diǎn)在左端534 bp序列向右三個(gè)堿基對(duì)的位置；第二個(gè)識(shí)別位點(diǎn)在右端658bp序列向左三個(gè)堿基的位置，從而兩個(gè)位點(diǎn)切割后產(chǎn)生的DNA片段的長(zhǎng)度分布為534+3，796-3-3，658+3，即得到的DNA片段長(zhǎng)度為537、790、661。

【3】雜合子的基因型為Dd，其中D基因片段有兩個(gè)SmaⅠ酶切位點(diǎn)，完全切割后出現(xiàn)三個(gè)片段長(zhǎng)度分別是537bp、790bp、661bp，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，所以從隱性純合子中分離的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。通過(guò)PCR技術(shù)可以擴(kuò)增目的基因，獲得目的基因的大量拷貝，PCR技術(shù)也是檢測(cè)遺傳多樣性最簡(jiǎn)單的方法。

【4】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)載體質(zhì)粒的兩個(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)粒會(huì)破壞抗生素A抗性基因，但不會(huì)破壞抗生素B抗性基因，所以導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌能在含有抗生素B的培養(yǎng)基上生存，因此為了篩選出含重組質(zhì)粒的大腸桿菌，一般需要用添加抗生素B的培養(yǎng)基培養(yǎng)。能夠在含有抗生素B的培養(yǎng)基上生存的是導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌和含有普通質(zhì)粒的大腸桿菌，因此用影印法接種到只含抗生素A的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，含有重組質(zhì)粒的死亡，可進(jìn)一步篩選出含重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞。

【5】用BamHⅠ切割DNA獲取目的基因，用MboⅠ切割質(zhì)粒，然后形成重組質(zhì)粒，用BamHⅠ不一定將插入在抗生素B抗性基因處的目的基因重新切割下來(lái)，因?yàn)槟康幕�因和抗生�?/span>B抗性基因拼接處含有GATC，不一定出現(xiàn)GGATCC。

本題考查基因工程的知識(shí)點(diǎn)，要求學(xué)生掌握限制酶的特點(diǎn)和選擇的原則是該題考查的重點(diǎn)；要求學(xué)生能夠正確識(shí)圖分析獲取有效信息，結(jié)合限制酶的識(shí)別序列的特點(diǎn)選擇限制酶，結(jié)合圖示判斷限制酶切割后的DNA片段的情況以及堿基組成情況，理解基因工程中標(biāo)記基因的功能和篩選的方法，這是該題考查的難點(diǎn)。