Question

回答下列有关基因工程的问题．
（1）基因工程中使用的限制酶，其特点是

 

．
如图四种质粒含有E1和E2两种限制酶的识别，Ap^r表示抗青霉素的抗性基因，Tc^r表示抗四环素的抗性基因．
（2）将两端用E1切开的Tc^r基因与用E1切开的质粒X-1混合连接，连接后获得的质粒类型有

 

．（可多选）
A．X-1
B．X-2
C．X-3
D．X-4
（3）若将上图所示X-1、X-2、X-3、X-4四种质粒导入大肠杆菌，然后分别涂布在含有青霉素或四环素的两种培养基上．在这两种培养上均不能生长的大肠杆菌细胞类型有

 

、

 

．
（4）如果X-1用E1酶切，产生850对碱基和3550对碱基两种片段：那么质粒X-2（Tc^r基因的长度为1200对碱基）用E2酶切后的片段长度为

 

对碱基．
（5）若将外源的Tc^r基因两端用E2切开，再与用E2切开的X-1混合连接，并导入大肠杆菌细胞，结果显示，含X-4的细胞数与含X-1的细胞数之比为13，增大DNA连接酶用量能否提高上述比值？

 

．原因是

 

．

Answer 1

考点：基因工程的原理及技术

专题：

分析：（1）“分子手术刀”--限制性核酸内切酶（限制酶）
①来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的．
②功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性．
③结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端．
（2）“分子缝合针”--DNA连接酶
①两种DNA连接酶（E?coliDNA连接酶和T₄DNA连接酶）的比较：
a、相同点：都缝合磷酸二酯键．
b、区别：E?coliDNA连接酶来源于T₄噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低．
②与DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键．DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键．
（3）“分子运输车”--载体
①载体具备的条件：能在受体细胞中复制并稳定保存；具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入；具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择．
②最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子．
③其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒
（4）黏性末端：
当一种限制性内切酶在一个特异性的碱基序列处切断DNA时，就可在切口处留下几个未配对的核苷酸片段，即5’突出．这些片断可以通过重叠的5′末端形成的氢键相连，或者通过分子内反应环化．因此称这些片段具有粘性，叫做粘性末端．
当限制性内切酶作用于特定的DNA时，把这段序列沿着特定的切点切开的这个过程分两种情况：
①沿着中轴线切口（即沿着DNA双链中对应的磷酸二酯键）切开，得到的就是两个平末端；
②在中轴线的两端切口切开，得到的就是两个黏性末端．例如：EcoRⅠ限制性内切酶就可以识别G/AATTC的DNA序列，然后在G和A间切开，得到的就是两个黏性末端（之间可以根据碱基互补配对原则重组）限制酶的切口不都是一长一短的，一长一短的叫黏性末端，一样长的叫平末端．“粘性末端”在高中教材中也作“黏性末端”．

解答： 解：（1）基因工程中使用的限制酶，其特点是特异性地识别和切割DNA．
（2）用限制酶E1切开质粒X-1后，质粒X-1暴露出两个粘性末端，APr被切下．两端用E1切开的Tcr基因含有与上述切割后的质粒X-1，Apr含有相同的粘性末端，混合后可形成X-1、X-2和X-3．
（3）含质粒X-1的细胞可在含青霉素培养基上生长，含质粒X-2的细胞可在含四环素培养基上生长；含质粒X-3的细胞不含抗性基因，不能在两种培养基上生长；不含有质粒的细胞也不能在两种培养基上生长．
（4）X-2的长度为1200+3550=4750，用E2酶切后质粒由环状变为链状．
（5）两段DNA粘性末端相同，DNA连接酶对DNA片段没有选择性，故增大DNA连接酶用量不能提高上述比例．
故答案为：
（1）特异性地识别和切割DNA
（2）ABC
（3）无质粒的细胞　含X-3的细胞
（4）4750
（5）不能　DNA连接酶对DNA片段没有选择性/两段DNA末端相同

点评：本题主要考查学生对DNA重组技术的基本工具等考点的理解．