Question

【題目】請利用所學知識回答基因工程、細胞工程和生態(tài)工程方面的有關問題：

（1）利用PCR（聚合酶鏈式反應）技術擴增人的干擾素基因時，需提供________酶和引物等，合成引物的前提是________________________，引物與互補DNA鏈結合的溫度一般是________℃。PCR反應體系中加入dNTP（三磷酸堿基脫氧核苷酸，結構與ATP類似）后，不再單獨添加ATP等能源物質，請推測其原因是____________。

（2）如圖為人體中干擾素基因的酶切位點示意圖。從人體基因組中提取干擾素基因時，不能使用限制酶SmaⅠ的原因是_____________

（3）如圖為某質粒的結構及限制酶的酶切位點，其中tsr為硫鏈絲菌素（一種抗生素）抗性基因。將某基因整合到質粒上，形成重組質粒，為保證重組質粒的成功表達，除復制原點、標記基因、目的基因外，該質粒還應具有_________結構。據圖分析，需要使用__________（限制酶）切割質粒，將重組質粒導入鏈霉菌時，在培養(yǎng)基中添加_______________用來篩選目的菌株。

Answer 1

【答案】熱穩(wěn)定DNA（Taq） 要有一段已知目的基因的核苷酸序列 55～60 三磷酸脫氧核苷酸轉變?yōu)槊撗鹾塑账徇^程中，脫去磷酸基團，釋放高能磷酸鍵中的能量 限制酶SmaⅠ酶切位點位于干擾素基因中部，使用它會造成干擾素基因斷裂 啟動子、終止子 PstⅠ、Hind Ⅲ 硫鏈絲菌素

【解析】

1.PCR技術的原理是DNA復制，遵循堿基互補配對原則。需要條件是：模板（DNA雙鏈）、熱穩(wěn)定DNA酶、脫氧核苷酸、能量和引物。2.標記基因的作用是用于篩選和鑒別含有目的基因的受體細胞。

（1）PCR技術的基本原理類似于DNA的天然復制過程，故利用PCR技術擴增人的干擾素基因時，除了模板（干擾素基因）、四種游離的脫氧核苷酸、能量外，還需提供熱穩(wěn)定DNA酶和引物等；合成引物的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列；模板DNA經加熱變性成單鏈后，溫度降至55~60℃左右，有利于引物與模板DNA單鏈的互補序列配對結合；PCR反應體系中加入能量物質是dNTP，因為三磷酸脫氧核苷酸轉變?yōu)槊撗鹾塑账徇^程中，脫去磷酸基團，釋放高能磷酸鍵中的能量為DNA復制過程供能。

（2）根據人體中干擾素基因的酶切位點示意圖分析，限制酶SmaⅠ酶切位點位于干擾素基因中部，使用它會造成干擾素基因斷裂，所以在從人體基因組中提取干擾素基因時，不能使用限制酶SmaⅠ。

（3）一個完整的基因表達載體包括目的基因、復制原點、啟動子、終止子和標記基因；據圖分析，可用PstⅠ酶和Hind Ⅲ酶分別切割目的基因所在DNA和質粒，并用DNA連接酶使它們形成重組質粒，將重組質粒導入鏈霉菌時，在培養(yǎng)基中添加硫鏈絲菌素，來篩選目的菌株。