Question

10．回答下列有關(guān)遺傳信息傳遞與表達(dá)的問題．
利用大腸桿菌作為工程菌生產(chǎn)人胰島素，圖甲中的三個(gè)DNA片段上以此表示出了EcoR I、BamH I和Sau3A I三種限制性內(nèi)切酶的識(shí)別序列與切割位點(diǎn)，圖乙為某種表達(dá)載體示意圖（載體上的EcoR I、Sau3A I的切點(diǎn)是唯一的）．

（1）質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因、能啟動(dòng)外源目的基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯、含有多個(gè)酶切位點(diǎn)等．
（2）可以從下列哪些人體細(xì)胞中獲取生產(chǎn)人胰島素的目的基因ABCD（多選題）．
A．消化道黏膜上皮細(xì)胞     B．胰島A細(xì)胞       C．胰島B細(xì)胞     D．造血干細(xì)胞
（3）經(jīng)BamH I酶切割得到的目的基因可以與圖乙所示質(zhì)粒被Sau3AⅠ限制酶酶切后的產(chǎn)物連接，理由是Sau3AⅠ與BamHⅠ切割后形成的黏性末端相同．連接后的重組質(zhì)粒不一定（能、不能、不一定）被BamH I切割．
（4）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入到大腸桿菌受體細(xì)胞，可用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基進(jìn)行初步篩選．目的基因成功表達(dá)的標(biāo)志是合成胰島素．
（5）已知圖乙所示質(zhì)粒經(jīng)EcoRI和Sau3AI聯(lián)合酶切后形成2.0kb和4.2kb（1kb=1000對(duì)堿基）兩種DNA片段，若將0.8kb的單個(gè)基因插在質(zhì)粒的Sau3AI位點(diǎn)處，所形成的重組質(zhì)粒用EcoRI和Sau3AI聯(lián)合酶切后，能形成的DNA片段分別為D．
A.2.8   2.0   2.2     B.1.8   2.0   2.2
C.4.0  1.8   1.0     D.2.0   0.8   4.2．

Answer 1

分析 1、“分子手術(shù)刀”--限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）
（1）來源：主要是從原核生物中分離純化出來的．
（2）功能：能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性．
（3）結(jié)果：經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端．
2、“分子縫合針”--DNA連接酶
（1）兩種DNA連接酶（E•coliDNA連接酶和T₄DNA連接酶）的比較：
①相同點(diǎn)：都縫合磷酸二酯鍵．
②區(qū)別：E•coliDNA連接酶來源于大腸桿菌，只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來；而T₄DNA連接酶來源于T₄噬菌體，可用于連接粘性末端和平末端，但連接效率較低．
（2）與DNA聚合酶作用的異同：DNA聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵．DNA連接酶是連接兩個(gè)DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵．
3、基因表達(dá)載體的組成：目的基因+啟動(dòng)子+終止子+標(biāo)記基因
（1）啟動(dòng)子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質(zhì)．
（2）終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的尾端．
（3）標(biāo)記基因的作用：是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來．常用的標(biāo)記基因是抗生素基因．

解答 解：（1）質(zhì)粒作為運(yùn)載體，應(yīng)具備的基本條件有：能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因、能啟動(dòng)外源目的基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯、含有多個(gè)酶切位點(diǎn)等．
（2）消化道黏膜上皮細(xì)胞、胰島A細(xì)胞、胰島B細(xì)胞、造血干細(xì)胞都是由受精卵增殖分化而來的，遺傳物質(zhì)不變，都可以提取到人胰島素基因．故選：ABCD．
（3）分析圖解可知，限制酶Sau3AI和BamHI酶切割后形成的黏性末端相同，因此經(jīng)BamHI酶切割得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被Sau3AI酶切后的產(chǎn)物連接．  BamH I酶識(shí)別的序列為GGATCC，Sau3AⅠ限制酶識(shí)別的序列為GATC．因此連接后的重組質(zhì)粒不一定被BamH I切割．
（4）重組質(zhì)粒中含有四環(huán)素抗性基因，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入到大腸桿菌受體細(xì)胞，可用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基進(jìn)行初步篩選．目的基因是胰島素基因，胰島素基因成功表達(dá)的標(biāo)志是合成胰島素．
（5）若將0.8kb的單個(gè)基因插在質(zhì)粒的Sau3AI位點(diǎn)處，所形成的重組質(zhì)粒中含有2個(gè)Sau3AI切割位點(diǎn)和1個(gè)EcoRI切割位點(diǎn)，因此重組質(zhì)粒用EcoRI和Sau3AI聯(lián)合酶切后，能形成的DNA片段分別為4.2kb、0.8kb、2kb．
故答案為：
（1）能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因、能啟動(dòng)外源目的基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯、含有多個(gè)酶切位點(diǎn)等
（2）ABCD
（3）Sau3AⅠ限制酶      Sau3AⅠ與BamHⅠ切割后形成的黏性末端相同    不一定
（4）四環(huán)素      合成胰島素   
（5）D

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合圖解，考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，要求考生能夠掌握限制酶的特點(diǎn)，明確不同限制酶切割形成的相同的末端之間能夠連接；識(shí)記基因表達(dá)載體的組成和條件．需要考生明確基因工程的原理、概念、操作工具及操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié)，能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確答題．