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MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ四种限制性核酸内切酶，它们识别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SmaⅠ完全切割图1中DNA片段，产生的末端是______末端，所断开的化学键叫_____键。

（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。从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，产物中共有_____种不同长度的DNA片段。

（4）为了提高试验成功率，需要通过_____技术扩增目的基因，以获得目的基因的大量拷贝。

（5）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连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是______。在导入重组质粒后，为了筛选出成功导入含目的基因D的重组质粒的大肠杆菌，需要用添加______的培养基进行培养。

（6）目的基因D能“嫁接”到质粒上，其原因是______（从DNA分子水平分析），在选出的大肠杆菌内基因D能成功表达的原因是______。

Answer

脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖 平 磷酸二酯 4 PCR BamHI 抗生素B 细菌和植物的DNA分子的空间结构和化学组成相同；②有互补的碱基序列 生物共用一套遗传密码子

【解析】根据题意和图形分析可知，外源DNA含有BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ三种限制性核酸内切酶的识别序列，其中限制酶MspⅠ和SmaⅠ的切割位点在目的基因上；质粒含有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ三种限制性核酸内切酶的识别序列，其中BamHⅠ酶的切割位点位于抗生素A的抗性基因上，MboⅠ酶的切割位点位于抗生素B和抗生素A的抗性基因上。因此构建基因表达载体时，只能用BamHⅠ进行切割。

（1）DNA分子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、脱氧核糖连接。

（2）根据题意分析，限制酶SmaⅠ的酶切位点是CCC↓GGG，其切割产生的是平末端，断开的是两个脱氧核苷酸之间的磷酸二脂键。

（3）根据题意分析，杂合子的基因型为Dd，其中D基因片段有两个SmaⅠ酶切位点，完全切割后出现三个片段长度分别是537bp、790bp、661bp，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，所以从杂合子中分离的DNA片段被限制酶SmaⅠ完全切割后形成会4种不同长度的DNA片段。

（4）基因工程中，为了获得目的基因的大量拷贝，一般通过PCR技术扩增目的基因。

（5）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切割质粒会破坏抗生素A抗性基因，但不会破坏抗生素B抗性基因，所以导入重组质粒的大肠杆菌能在含有抗生素B的培养基上生存，因此为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加抗生素B的培养基培养。

（6）细菌的质粒和植物的DNA分子（目的基因D）的空间结构和化学组成相同，所以目的基因D能“嫁接”到质粒上；不同生物共用一套遗传密码子，所以基因D能再大肠杆菌内成功表达。