Question

【題目】基因表達載體的構建是基因工程的核心。圖1為限制酶EcoRⅠ的識別序列，圖2表示目的基因及限制酶切點，圖3表示目的基因上的DNA片段，圖4表示質粒。請回答下列問題

（1）若用圖1所示的限制酶EcoRⅠ切割外源DNA，就其特異性而言，切開的是__________之間相連的化學鍵。

（2）圖3為目的基因中的某一片段，下列有關敘述正確的是__。

A．若圖中右側堿基序列為ACT能決定一個氨基酸，則ACT可稱為一個密碼子

B．DNA聚合酶和DNA連接酶都可作用于①②處

C．若只用這個片段中的3個堿基對，排列出的DNA片段有64種

D．就游離的磷酸基而言，該片段與重組質粒相比多了2個游離的磷酸基

（3）若利用PCR技術增加目的基因的數量，由圖2可知，A、B、C、D四種單鏈DNA片段中應選取_____作為引物（DNA復制子鏈的延伸方向5′→3′）。該DNA分子在PCR儀中經過第_______次循環會產生等長的目的基因，該次循環能產生__個這樣的片段。

（4）為了使目的基因和質粒定向連接并且有利于受體細胞的篩選，提高重組效率，應該選擇的限制酶是__。如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同時對質粒進行切割，假設同時只有任意兩個位點被切斷且每次機會相等，則形成含有完整抗四環素基因的DNA片段有__種。

（5）如果大腸桿菌是受體細胞，則其體內應不含____________基因，以利于篩選出含重組質粒的受體菌。目的基因能在大腸桿菌細胞內表達出相同的蛋白質，其遺傳學基礎是____________________。

Answer 1

【答案】 鳥嘌呤脫氧核苷酸和腺嘌呤脫氧核苷酸 D B和C 3 2 PstⅠ、EcoRⅠ 1 抗四環素基因 各種生物共用一套密碼子

【解析】試題分析：本題考查了DNA分子的結構和基因工程的相關知識，意在考查學生的識記能力和分析能力，學生要能夠識記目的基因導入微生物和植物細胞的方法，以及微生物作為受體細胞的優點；另外需要學生掌握以下知識點。 1、基因工程又叫DNA重組技術，是指按照人們的意愿，進行嚴格的設計，并通過體外DNA重組和轉基因等技術，賦予生物以新的遺傳特性，從而創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。2、基因工程的工具：①限制酶：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂。②DNA連接酶：連接的是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。③運載體：常用的運載體：質粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒。

（1）DNA分子的一條多核苷酸鏈中，兩個脫氧核苷酸之間以磷酸基團和五碳糖相連。據題意可知，EcoRⅠ識別的DNA序列只有G和A，故切開的是鳥嘌呤脫氧核苷酸和腺嘌呤脫氧核苷酸之間相連的化學鍵。

（2）密碼子是mRNA上決定一個氨基酸的3個相鄰的堿基，若圖中的ACT能決定一個氨基酸，則其對應的密碼子是UGA，A錯誤；DNA聚合酶和DNA連接酶都可作用于②磷酸二酯鍵處，B錯誤；A和T之間有2個氫鍵，C和G之間有3個氫鍵，因此若只用這片段中的3個堿基對，可以排列出23種片段，C錯誤；就游離的磷酸基而言，該片段有2個游離的磷酸基，而重組質粒不含游離的磷酸基，因此該片段與重組質粒相比多了2個游離的磷酸基，D正確。故選：D。

（3）若利用PCR技術增加目的基因的數量，由圖2可知，DNA復制只能從5’到3’，因此構建前利用PCR技術擴增干擾素基因時，A、B、C、D四種單鏈DNA片段中應選取B和C作為引物，據左圖及DNA半保留復制的特點可知，前兩輪循環產生的4個DNA分子的兩條鏈均不等長，第三輪循環產生的DNA分子存在等長的兩條核苷酸鏈。據圖可知該DNA分子在PCR儀中經過3次循環后會產生基因片段8個，其中等長的目的基因片段2個。

（4）為了使目的基因和質粒定向連接并且有利于受體細胞的篩選，提高重組效率，應該選擇的限制酶是 PstⅠ、EcoRⅠ，這樣切割不會破壞標記基因（抗四環素基因）。如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同時對質粒進行切割，假設同時只有任意兩個位點被切斷且每次機會相等，若PstI酶的切割位點用1表示，EcoRI酶的切割位點用2表示，HindⅢ酶的切割位點用3表示，則形成的DNA片段1→2，2→1，2→3，3→2，1→3，3→1六種片段，其中只有2→1片段含有完整四環素抗性基因，即含有完整四環素抗性基因的DNA片段只有1種。

（5）如果大腸桿菌是受體細胞，則其體內應不含抗四環素基因，以利于篩選出含重組質粒的受體菌。目的基因能在大腸桿菌細胞內表達出相同的蛋白質，其遺傳學基礎是各種生物共用一套密碼子。