Question

图1表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp Ⅰ、BamH Ⅰ、Mbo Ⅰ、Sma Ⅰ4种限制性核酸内切酶切割的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。请回答下列问题：

（1）图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由_________________________连接。

（2）若用限制酶Sma Ⅰ完全切割图1中DNA片段，其产物长度为_______________________

（3）若图1中虚线方框内的碱基对被T－A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从隐性纯合子分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶Sma Ⅰ完全切割，产物中共有_____种不同DNA片段。为了提高实验成功率，需要通过_____________技术扩增目的基因，以获得目的基因的大量拷贝。

（4）若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是_____________。在导入重组质粒后，为了筛选出含质粒的大肠杆菌，一般需要用添加____________的培养基进行培养，用影印法接种到只含________________的培养基中培养，可进一步筛选出含重组质粒的受体细胞。

（5）假设用BamH Ⅰ切割DNA获取目的基因，用Mbo Ⅰ切割质粒，然后形成重组质粒，若将插入在抗生素B抗性基因处的目的基因重新切割下来，能否用BamH Ⅰ？为什么？___

Answer

脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖 537bp、790bp、661bp 2 PCR BamH I 抗生素B 抗生素A 不一定 因为目的基因和抗生素B抗性基因拼接处不一定出现GGATCC

【解析】

基因工程是狭义的遗传工程，基因工程的基本原理是让人们感兴趣的基因（即目的基因）在宿主细胞中稳定高效地表达。为了实现基因工程的目标，通常要有多种工具酶、目的基因、载体和宿主细胞等基本要素，并按照一定的程序进行操作，它包括目的基因的获得、重组DNA的形成，重组DNA导入受体细胞也称（宿主）细胞、筛选含有目的基因的受体细胞和目的基因的表达等几个方面。基因表达载体的构建（即目的基因与运载体结合）是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。其构建目的是使目的基因能在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。影印接种法的具体过程是：将待测的浓缩菌悬液涂在合适的平板上，等其长好后作为母平板（每平板上的菌落控制在50～300个）；用一小块灭菌的丝绒固定在直径较平板略小的圆柱形木块上，构成印章（即接种工具）；然后把长有菌落的母平板倒置在丝绒的印章上，轻轻印一下；再把此印章在另一含有选择培养基的平板上轻轻印一下，经培养后，选择培养基平板上长出的菌落与母平板上的菌落位置对应，比较影印平板与母平板上菌落生长情况，即可从相应位置的母平板上选出待测的突变型菌落。

（1）DNA的基本单位是脱氧核苷酸，DNA的两条链反向平行，均由脱氧核苷酸脱水而成，脱氧核苷酸由一分子含氮碱基、一分子磷酸和一分子脱氧核糖组成。因此，图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖组成。

（2）限制酶SmaⅠ的酶切位点是CCC↓GGG，其切割产生的是平末端，图1中DNA片段含有两个SmaⅠ酶切位点，被SmaⅠ酶完全切割后出现三个长度的片段，分别是537bp、790bp、661bp。

（3）发生基因突变后的d基因片段只有一个SmaⅠ酶切位点，完全切割后出现两个片段长度分别是1327bp、661bp，所以从隐性纯合子分离出图1及其对应的DNA片段，被限制酶SmaⅠ完全切割后形成会2种不同的DNA片段。为了提高试验成功率，需要通过PCR技术扩增目的基因，以获得目的基因的大量拷贝。

（4）基因表达载体构建的过程中需要利用限制酶和DNA连接酶，限制酶MspⅠ和SmaⅠ的切割位点位于目的基因D上，若用这两种酶切割会被破坏目的基因D；运载体的两个标记基因上都有限制酶MboⅠ的切割位点，用该酶切割会破坏这两个标记基因，因此只能选用限制酶BamHⅠ切割外源DNA分子和运载体。用限制酶BamHⅠ切割质粒后，破坏了抗生素A抗性基因，但没有破环抗生素B抗性基因，因此首先用含有抗生素B的培养基培养大肠杆菌，能生存下来的是含有普通质粒和重组质粒的大肠杆菌。用影印法接种到只含抗生素A 的培养基中培养，则含重组质粒的大肠杆菌不能生长，对比原来只含抗生素A 的培养基上的菌落，可在原来只含抗生素A的培养基上找到相应的含重组质粒的受体细胞。

（5）假设用BamH Ⅰ切割DNA获取目的基因，用Mbo Ⅰ切割质粒，然后形成重组质粒，拼接处可能形成了新的序列，而这个序列BamH Ⅰ不能识别，所以不一定能用BamH Ⅰ再去切割重组质粒。