Question

20．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(zhì)粒的結(jié)構(gòu)和部分堿基序列．現(xiàn)有MspI、BamHI、MboI、SmaI 4種限制性核酸內(nèi)切它們識別的堿基序列和酶切位點分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG．

（1）若用限制酶SmaI完全切割圖1中DNA片段，其產(chǎn)物長度分別為537、790、661．
若圖1中虛線方框內(nèi)的堿基對被T-A堿基對替換，那么基因D就突變?yōu)榛�因d．從隱形純合子中分離出圖1及其對應(yīng)的DNA片段，用限制酶Sma I完全切割，產(chǎn)物中共有4種不同長度的DNA片段．
（2）為了提高試驗成功率，需要通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因，以獲得目的基因的大量拷貝．該方法也是檢測遺傳多樣性的最簡單方法．
（3）若將圖2中質(zhì)粒和目的基因D通過同種限制酶處理后進(jìn)行連接，形成重組質(zhì)粒，那么應(yīng)選用的限制酶是BamHⅠ．
（4）在選出的大腸桿菌內(nèi)基因D能成功表達(dá)的原因是生物共用一套遺傳密碼子．其表達(dá)產(chǎn)物是一條多肽鏈，如考慮終止密碼，則其至少含有的氧原子數(shù)為341．
（5）為了篩選出成功導(dǎo)入含目的基因D的重組質(zhì)粒的大腸桿菌，首先將大腸桿菌在含抗生素B的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖3的菌落． 再將滅菌絨布按到培養(yǎng)基上，使絨布面沾上菌落，然后將絨布按到含另一種抗生素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖4的結(jié)果（空圈表示與圖3對照無菌落的位置）．請在圖3中圈出一個含目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的菌落．
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Answer 1

分析 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(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．

解答 解：（1）限制酶SmaⅠ的酶切位點是CCC↓GGG，其切割產(chǎn)生的是平末端．圖1中DNA片段含有兩個SmaⅠ酶切位點，被SmaⅠ酶完全切割后出現(xiàn)三個長度的片段，分別是537bp、790bp、661bp．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(xiàn)三個片段長度分別是537bp、790bp、661bp，發(fā)生基因突變后的d基因片段只有一個SmaⅠ酶切位點，完全切割后出現(xiàn)兩個片段長度分別是1327bp、661bp，所以從雜合子中分離的DNA片段被限制酶SmaⅠ完全切割后形成會四種不同的DNA片段．
（2）為了提高試驗成功率，需要通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因，以獲得目的基因的大量拷貝．該方法也是檢測遺傳多樣性的最簡單方法．
（3）基因表達(dá)載體構(gòu)建的過程中需要利用限制酶和DNA連接酶．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；運載體的兩個標(biāo)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(biāo)記基因，因此只能選用限制酶BamHⅠ切割外源DNA分子和運載體．
（4）不同生物共用一套遺傳密碼子，所以基因D能再大腸桿菌內(nèi)成功表達(dá)．基因D含有1020對堿基，能翻譯形成含有1020÷3=340個氨基酸的多肽鏈．多肽鏈含有O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2肽鏈數(shù)+R基中的O原子數(shù)，所以該多肽至少含有O原子數(shù)為341個．
（5）用限制酶BamHⅠ切割質(zhì)粒后，用限制酶BamHⅠ切割破壞了抗生素A抗性基因，但沒有破環(huán)抗生素B抗性基因，因此首先用含有抗生素B的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，能生存下來的是含有普通質(zhì)粒和重組質(zhì)粒的大腸桿菌．一個含目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的菌落如圖：

故答案為：
（1）537、790、661     4
（2）PCR    遺傳
（3）BamHⅠ
（4）生物共用一套遺傳密碼子      341
（5）抗生素B

點評 本題結(jié)合基因結(jié)構(gòu)圖和運載體結(jié)構(gòu)圖，考查基因工程的技術(shù)和原理，要求考生認(rèn)真分析圖1和圖2，根據(jù)圖1中信息計算限制酶SmaⅠ切割產(chǎn)生的片段的種類及長度；根據(jù)圖1和圖2中限制酶的給切割位點，明確構(gòu)建基因表達(dá)載體只能用限制酶BamHⅠ，再運用所學(xué)的知識答題即可．