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一G↓GATCC-，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是一↓GATC—，过程如下图，据图回答：

（1）人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是____________________。             

（2）过程①表示的是采取__________法来获取目的基因。

（3）图中③过程用人工方法，使体外重组的DNA分子转移到受体细胞内，主要是借鉴细菌或病毒__________细胞的途径。一般将受体大肠杆菌用__________处理，其原因是____________________。             

（4）如果把已经导入了普通质粒A或重组质粒的大肠杆菌，放在含有四环素的培养基上培养，发生的现象是导入__________细菌能生长，导入__________的细菌不能生长。因为____________________。             

（5）目的基因导入大肠杆菌后表达的过程是____________________。

Answer

人的基因与大肠杆菌DNA分子的组成单位相同，结构相同，且具有相同的黏性末端 逆转录 侵染 Ca2+（或CaC12） 用Ca2+处理大肠杆菌，可以增加大肠杆菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入大肠杆菌宿主细胞。 普通质粒A 重组质粒 因为普通质粒A上有四环素抗性基因，而重组质粒中目的基因正插在四环素抗性基因中，破坏了其结构和功能。 生长激素基因→mRNA→生长激素

【解析】

1、获取目的基因的方法有：（1）从基因文库中获取目的基因；（2）利用PCR技术扩展目的基因；（3）用化学方法合成目的基因。

2、将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入方法也不同。（1）将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法等；（2）将目的基因导入动物细胞最为有效的方法是显微注射技术；（3）将目的基因导入微生物细胞的最常用方法是感受态细胞法。

（1）由于人的基因与大肠杆菌DNA分子的组成单位相同，结构相同，且具有相同的黏性末端，因此人的基因能与大肠杆菌的DNA分子进行重组。

（2）从题图可知，过程①表示从cDNA文库中获取目的基因，即通过逆转录法合成目的基因，以mRNA为模板，在逆转录酶的催化作用下合成单链DNA，然后在DNA聚合酶的作用下，合成双链DNA分子。

（3）图中③过程用人工方法，使体外重组的DNA分子转移到受体细胞内，主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。一般将受体大肠杆菌用CaC12处理，增加大肠杆菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入大肠杆菌宿主细胞。

（4）由于普通质粒A上有四环素抗性基因，而重组质粒上四环素抗性基因插入了目的基因，其结构和功能被破坏了，因此把已经导入了普通质粒A或重组质粒的大肠杆菌放在含有四环素的培养基上培养，导入普通质粒A细菌能生长，导入重组质粒的细菌不能生长。

（5）人的生长激素基因通过转录形成mRNA，再通过翻译，形成人的生长激素，其表达的过程即生长激素基因→mRNA→生长激素。