Question

科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。但在

进行基因工程的操作过程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制

酶Ⅰ的识别序列和切点是—G^↓GATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—^↓GATC—，请据图回答：

（1）过程①所需要的酶是________。

（2）在构建基因表达载体的过程中，应用限制酶______切割质粒，用限制酶______切割目的基因。用

限制酶切割目的基因和载体后形成的黏性末端通过__________________原则进行连接。人的基因

之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是__________________。

（3）在过程③中一般将受体大肠杆菌用________________进行处理，以增大_______的通透性，使含有

目的基因的重组质粒容易进入受体细胞。

（4）将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，得到如图a所示的结果（圆点表示菌

落），该结果说明能够生长的大肠杆菌中已导入了____________________，反之则没有导入；再将

灭菌绒布按到培养基a上，使绒布表面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得

到如图b所示的结果（圆圈表示与图a中培养基上对照无菌落的位置）。与图b圆圈相对应的图a

中的菌落表现型是__________________________，这些大肠杆菌中导入了________________。

（5）人体的生长激素基因能在大肠杆菌体内成功表达是因为______________________。

目的基因导入大肠杆菌中后表达的过程是______________________________________。

Answer

【解析】

（1）逆转录酶

（2）Ⅰ Ⅱ 碱基互补配对 人的基因与大肠杆菌DNA分子的双螺旋结构相同（2分）

（3）CaCl2溶液 细胞壁

（4）普通质粒或重组质粒 抗氨苄青霉素而不抗四环素 重组质粒

（5）二者共用一套密码子（2分） 生长激素基因→mRNA→生长激素（2分）

试题分析：

（1）过程①是以mRNA为模板形成基因的过程，属于反转录，此过程需要逆转录酶的参与．

（2）在构建基因表达载体时，需用限制酶对目的基因和质粒进行切割以形成相同的黏性末端．质粒如果用限制酶Ⅱ来切割的话，将会在质粒在出现两个切口且抗生素抗性基因全被破坏，故质粒只能用限制酶Ⅰ切割（破坏四环素抗性而保留氨苄青霉素抗性，即将来形成的重组质粒能在含氨苄青霉素的培养基中生存，而在含四环素的培养基中不能生存）；目的基因两端都出现黏性末端时才能和质粒发生重组，故目的基因只有用限制酶Ⅱ切割时，才会在两端都出现黏性末端．黏性末端其实是被限制酶切开的DNA两条单链的切口，这个切口上带有几个伸出的核苷酸，它们之间正好通过碱基互补配对进行连接．来源不同的DNA之所以能发生重新组合，主要原因是两者的结构基础相同，都是双螺旋结构，基本组成单位都是脱氧核苷酸等．

（3）在过程③中一般将受体大肠杆菌用CaCl2溶液进行处理，以增大细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞。

（4）因本题上有2个标记基因，但抗四环素基因被插入的基因破坏掉，因此剩下的是抗氨苄青霉素抗性基因，如果在含氨苄青霉素的培养基上能生长，说明已经导入了重组质粒或普通质粒A，因为普通质粒和重组质粒都含有抗氨苄青霉素的基因．再将灭菌绒布按到培养基a上，使绒布表面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得到如图b所示的结果（圆圈表示与图a中培养基上对照无菌落的位置）。与图b圆圈相对应的图a中的菌落表现型是抗氨苄青霉素而不抗四环素，这些大肠杆菌中导入了重组质粒。

（5）所有的生物都共用一套密码子，所以人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达，过程是生长激素基因→mRNA→生长激素．

考点：本题考查的相关知识，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确结论的能力。