Question

回答下列有关基因工程的问题
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、SmaⅠ4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）．若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段，其产物长度为

 

．
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DNA片段．
（2）．若同时用限制酶MspⅠ、MboⅠ切割图2中的质粒，则可得到

 

个DNA片段．
（3）．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

 

．
为了筛选出成功过导入含目的基因D的重组质粒的大肠杆菌，一般可进行如下步骤筛选
（4）．第一步：将大肠杆菌在含

 

的培养基上培养，得到如图1的菌落．
第二步：再将灭菌绒布按到培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布按到含

 

的培养基上培养，得到如图2的结果（空圈表示与图1对照无菌落的位置）．
第三步：选出图1培养皿中的某些菌落进行培养，即可得到含重组质粒的大肠杆菌．

请在答题纸图3中圈出一个含目的基因的重组质粒的大肠杆菌的菌落？
（5）．在选出的大肠杆菌内基因D能成功表达的原因是

 

．其表达产物是一条多肽链，如考虑终止密码，则其至少含有的O原子数为

 

．

Answer 1

考点：基因工程的应用,微生物的分离和培养

专题：

分析：分析图1：图中DNA片段含有2个限制酶SmaⅠ切割位点，可被限制酶SmaⅠ切割产生长度为534+3=537bp、796-3-3=790bp、658+3=661bp的三中DNA片段．基因D两侧序列为GGATCC，可被限制酶BamHⅠ切割．
分析图2：质粒含有CCGG序列、GGATCC序列和GATC序列，其中CCGG序列可被限制酶MspⅠ切割，GGATCC序列和GATC序列可被限制酶MboⅠ切割．用限制酶BamHⅠ切割破坏了抗生素A抗性基因，但没有破环抗生素B抗性基因，因此含有重组质粒的大肠杆菌能抗抗生素B，但不能抗抗生素A．

解答： 解：（1）根据图1中的酶切位点，可判断用限制酶SmaⅠ完全切割该DNA片段，其产物长度为537bp、790bp、661bp．若图1中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换，基因D就突变为基因d，那么基因d上只有一个限制酶SmaⅠ切割位点，被限制酶SmaⅠ切割的产物长度为534+796-3=1327kb、658+3=661bp．因此从杂合子（Dd）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4种不同DNA片段．
（2）限制酶MspⅠ的识别序列是C↓CGG，可将质粒上的CCGG序列切开；限制酶MboⅠ的识别序列是↓GATC，可将质粒上的GGATCC序列和GATC序列切开，因此同时用限制酶MspⅠ、MboⅠ切割图2中的质粒，则可得到3个DNA片段．
（3）由图1可知，目的基因两侧是GGATCC序列，该序列是限制酶BamHⅠ的识别序列，因此要将质粒和目的基因D连接形成重组质粒，应选用限制酶BamHⅠ切割．
（4）用限制酶BamHⅠ切割质粒后，用限制酶BamHⅠ切割破坏了抗生素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；再用含有抗生素A的培养基培养，能生存下来的是含有普通质粒的大肠杆菌．最后能在培养皿1上生存，但不能在培养皿2上生存的大肠杆菌菌落进行培养，即可得到含重组质粒的大肠杆菌．
（5）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．基因D含有1020对碱基，能翻译形成含有1020/3=340个氨基酸的多肽链．多肽链含有O原子数=肽键数+2肽链数+R基中的O原子数，所以该多肽至少含有O原子数为341个．
故答案：（1）537bp、790bp、661bp     4
（2）3
（3）BamHⅠ
（4）抗生素B    抗生素A
（5）不同生物共用一套遗传密码子     341

点评：本题考查基因工程操作的相关知识，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点的能力；能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力．