Question

降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰期较短。某科学机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，预期新型从降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条各含72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA，过程如图。

在此过程中发现，合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。分析回答下列问题：

（1）Klenow酶是一种_____________酶，合成的双链DNA有_______个碱基对。

（2）获得的双链DNA经EcoRⅠ(识别序列和切割位点-G^↓AATTC-)和BamHⅠ(识别序列和切割位点-G^↓GATCC-)双酶切后插入到大肠杆菌质粒中，筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。

①大肠杆菌是理想的受体细胞，这是因为它____________________________。（2分）

②设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切的目的是_______________________________。（2分）

③大肠杆菌质粒中含有标记基因是为了                                  。

（3）经DNA测序表明，最初获得的多个重组质粒，均未发现完全正确的基因序列，最可能的原因是____________________________________________________。

（4）上述制备该新型降钙素，运用的现代生物工程技术是__________________。

Answer

（1）DNA聚合 126

（2）①繁殖快，单细胞，遗传物质相对较少 ②保证目的基因和载体的定向连接 （防止 目的基因和载体的末端发生任意连接） ③要进行重组质粒的鉴定和筛选（便于筛选导入重组质粒的受体细胞）。

（3）合成的核苷酸单链较长，产生缺失碱基的现象。

（4）蛋白质工程。

【解析】（1）Klenow 酶催化了原料按照模板链通过碱基互补配对与之相连，属于连接单个脱氧核苷酸，故属于DNA 聚合酶；合成双链后碱基对数是72×2－18，共126个碱基；（2）①大肠杆菌的优点：单细胞生物，遗传物质相对较少，繁殖快，容易培养，②若只用一种限制酶处理，则目的基因和载体的末端可以任意连接，可能发生目的基因的自身环化、目的基因反向连接，用两种限制酶处理后可保证目的基因和载体定向连接；③要进行重组质粒的鉴定和选择。（3）经DNA测序表明，最初获得的多个重组质粒，均未发现完全正确的基因序列，最可能的原因是合成的核苷酸单链较长，产生缺失碱基的现象。(4)上述制备该新型降钙素，从降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，运用的现代生物工程技术是蛋白质工程。

考点：本题考查基因工程的原理及技术、蛋白质工程等知识，意在考查能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题的能力。