Question

【題目】圖1表示含有目的基因D的DNA片段長度（bp即堿基對）和部分堿基序列，圖2表示一種質粒的結構和部分堿基序列。現有Msp Ⅰ、BamH Ⅰ、Mbo Ⅰ、Sma Ⅰ4種限制性核酸內切酶切割的堿基序列和酶切位點分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。請回答下列問題：

【1】圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個堿基之間依次由_________________________連接。

【2】若用限制酶Sma Ⅰ完全切割圖1中DNA片段，其產物長度為_______________________

【3】若圖1中虛線方框內的堿基對被T－A堿基對替換，那么基因D就突變為基因d。從隱性純合子分離出圖1及其對應的DNA片段，用限制酶Sma Ⅰ完全切割，產物中共有_____種不同DNA片段。為了提高實驗成功率，需要通過_____________技術擴增目的基因，以獲得目的基因的大量拷貝，該方法也是檢測_________多樣性最簡單的方法。

【4】若將圖2中質粒和目的基因D通過同種限制酶處理后進行，形成重組質粒，那么應選用的限制酶是_____________。在導入重組質粒后，為了篩選出含質粒的大腸桿菌，一般需要用添加____________的培養基進行培養，用影印法接種到只含________________的培養基中培養，可進一步篩選出含重組質粒的受體細胞。

【5】假設用BamH Ⅰ切割DNA獲取目的基因，用Mbo Ⅰ切割質粒，然后形成重組質粒，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，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 因為目的基因和抗生素B抗性基因拼接處不一定出現GGATCC

【解析】

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

分析圖2：質粒含有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，但沒有破環抗生素B抗性基因，因此含有重組質粒的大腸桿菌能抗抗生素B，但不能抗抗生素A。

【1】根據脫氧核酸的結構組成可知，一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個脫氧核苷酸之間通過磷酸二酯鍵相連，因此一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個堿基之間依次由脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖相連。

【2】識圖分析可知，SmaⅠ識別的序列為GGGCCC，切割會產生平末端；圖1中DNA片段含有兩個SmaⅠ識別位點，第一個識別位點在左端534 bp序列向右三個堿基對的位置；第二個識別位點在右端658bp序列向左三個堿基的位置，從而兩個位點切割后產生的DNA片段的長度分布為534+3，796-3-3，658+3，即得到的DNA片段長度為537、790、661。

【3】雜合子的基因型為Dd，其中D基因片段有兩個SmaⅠ酶切位點，完全切割后出現三個片段長度分別是537bp、790bp、661bp，發生基因突變后的d基因片段只有一個SmaⅠ酶切位點，完全切割后出現兩個片段長度分別是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2種不同的DNA片段。通過PCR技術可以擴增目的基因，獲得目的基因的大量拷貝，PCR技術也是檢測遺傳多樣性最簡單的方法。

【4】限制酶MspⅠ和SmaⅠ的切割位點位于目的基因D上，若用這兩種酶切割會被破壞目的基因D；運載體質粒的兩個標記基因上都有限制酶MboⅠ的切割位點，用該酶切割會破壞這兩個標記基因，因此只能選用限制酶BamHⅠ切割外源DNA分子和運載體。用限制酶BamHⅠ切割質粒會破壞抗生素A抗性基因，但不會破壞抗生素B抗性基因，所以導入重組質粒的大腸桿菌能在含有抗生素B的培養基上生存，因此為了篩選出含重組質粒的大腸桿菌，一般需要用添加抗生素B的培養基培養。能夠在含有抗生素B的培養基上生存的是導入重組質粒的大腸桿菌和含有普通質粒的大腸桿菌，因此用影印法接種到只含抗生素A的培養基中培養，含有重組質粒的死亡，可進一步篩選出含重組質粒的受體細胞。

【5】用BamHⅠ切割DNA獲取目的基因，用MboⅠ切割質粒，然后形成重組質粒，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，因為目的基因和抗生素B抗性基因拼接處含有GATC，不一定出現GGATCC。

本題考查基因工程的知識點，要求學生掌握限制酶的特點和選擇的原則是該題考查的重點；要求學生能夠正確識圖分析獲取有效信息，結合限制酶的識別序列的特點選擇限制酶，結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，理解基因工程中標記基因的功能和篩選的方法，這是該題考查的難點。