Question

如下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图，所用载体为质粒A。已知细菌 B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒A导入细菌B后，其上的基因能得到表达。请完成下列问题：

(1)人工合成目的基因的途径一般有哪两条?

(2)如何将目的基因和质粒结合成重组质粒(重组 DNA分子)?

(3)目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不高，导入完成后得到的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒A，只有少数导入的是重组质粒。以下步骤可鉴别得到的细菌是否导入了质粒A或重组质粒：将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就导入了质粒A或重组质粒；反之则没有。使用这种方法鉴别的原因是　

__________________________________。

(4)若把通过鉴定证明导入了普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培养，会发生的现象是__________________________________，原因是__________________________________。

(5)导入细菌B细胞中的目的基因成功表达的标志是什么?

 

Answer 1

(1)人工合成目的基因的两条途径是：

①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板，转录成 mRNA单链DNA双链DNA；

②根据蛋白质中氨基酸序列mRNA中碱基序列DNA碱基序列目的基因。

(2)将目的基因和质粒结合形成重组质粒的过程是：①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有黏性末端的切口；②用同种限制酶切割目的基因，产生相同的黏性末端；③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒。

(3)普通质粒A和重组质粒都含有抗氨苄青霉素基因

(4)有的能生长，有的不能生长　导入普通质粒A的细菌能生长，因为普通质粒 A上有抗四环素基因；导入重组质粒的细菌不能生长，因为目的基因插在抗四环素基因中，抗四环素基因的结构被破坏

(5)基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素。

 

此题是对基因操作“四步曲”比较全面的考查，而且注意联系实际。

(1)人工合成目的基因的两条途径是：

①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板，转录成 mRNA单链DNA双链DNA；

②根据蛋白质中氨基酸序列 mRNA中碱基序列DNA碱基序列目的基因。

(2)将目的基因和质粒结合形成重组质粒的过程是：①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有黏性末端的切口；②用同种限制酶切割目的基因，产生相同的黏性末端；③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒。

(3)检测质粒或重组质粒是否导入受体细胞，均需利用质粒上某些标记基因的特性，即对已经做了导入处理的本身无相应特性的受体细胞进行检测，根据受体细胞是否具有相应的特性来确定；抗氨苄青霉素基因在质粒 A和重组质粒上都有，且它与目的基因是否插入无关，所以，用含氨苄青霉素的选择培养基培养经质粒处理的受体细胞，凡能生长的表明有质粒导入；不能生长的则无质粒导入。

(4)抗四环素基因在质粒A上，而且它的位置正是目的基因插入之处。因此当目的基因插入质粒A形成重组质粒，此处的抗四环素基因的结构和功能就会被破坏，含重组质粒的受体细胞就不能在含四环素的培养基上生长，而质粒A上无目的基因插入，四环素基因结构是完整的，这种受体细胞就能在含四环素的培养基上生长。

(5)基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素。