Question

科學家將人的生長激素基因與大腸桿菌的DNA分子進行重組，并成功地在大腸桿菌中得以表達．但在進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粒，便于重組和篩選．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）在基因工程中，常用的工具除了限制性內切酶和質粒以外，還需要

 

．
（2）過程①表示的是采取

 

的方法來獲取目的基因．
（3）根據(jù)圖示分析，在構建基因表達載體過程中，應選用

 

（限制酶I/限制酶II）切割質粒，用限制酶

 

（限制酶I/限制酶II）切割目的基因．用限制酶切割目的基因和運載體后形成的黏性末端可以通過

 

原則進行連接．
（4）人體的生長激素基因能在細菌體內成功表達是因為

 

．
寫出目的基因導入細菌中的表達過程：

 

．
（5）如果要檢測、篩選出含有重組質粒的大腸桿菌，該如何操作（簡要寫出主要思路）：

 

．

Answer 1

考點：基因工程的應用

專題：

分析：據(jù)圖分析，①是以mRNA為模板合成DNA的過程，通過逆轉錄獲取目的基因的過程，②是構建基因表達載體的過程，此過程需要限制酶和DNA連接酶．③是將目的基因導入受體細胞的過程，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成功表達的基礎．標記基因可以檢測重組質粒是否導入受體細胞中．

解答： 解：（1）DNA重組技術至少需要三種工具：限制性核酸內切酶（限制酶）、DNA連接酶、運載體．
（2）由人生長激素基因的mRNA獲取人生長激素基因的方法是反轉錄法．
（3）由題干知限制酶Ⅰ與限制酶Ⅱ切割后留下的黏性末端能黏合在一起；由圖示知質粒上有限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ兩種酶的識別序列，形成重組質粒后，GeneⅠ完整，那么切割質粒的切點應在GeneⅡ處，即用限制酶Ⅰ在GeneⅡ處將質粒切開．用限制酶切割目的基因和運載體后形成的黏性末端可以通過堿基互補配對原則形成氫鍵進行連接．
（4）所有的生物共用一套密碼子，是人體的生長激素基因在細菌體內成功表達的基礎．目的基因導入細菌中的表達過程包括轉錄和反應過程，如圖
（5）根據(jù)標記基因的生理功能，可以篩選出含有重組質粒的大腸桿菌．質粒上有抗氨芐青霉素基因，若大腸桿菌能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長，則說明大腸桿菌內導入了質粒．否則沒有．
故答案為：
（1）DNA連接酶
（2）逆轉錄（人工合成）  
（3）限制酶Ⅰ限制酶Ⅱ堿基互補配對
（4）具有相同的遺傳密碼   

（5）因重組質粒含抗氨芐青霉素，利用含氨芐青霉素選擇性培養(yǎng)基培養(yǎng)，來篩選含重組質粒的大腸桿菌：將得到的大腸桿菌涂布在一個含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能夠生長的，說明轉基因成功．整個操作過程必需在無菌條件下進行．

點評：本題綜合考查了基因工程的相關知識，意在考查考生能理解所學知識的要點，把握知識間的內在聯(lián)系；理論聯(lián)系實際，綜合運用所學知識解決自然界和社會生活中的一些生物學問題的能力．