Question

7．1980年第一例转基因动物--转基因小鼠问世，基因工程发展迅速，成果层出不穷．

Ⅰ限制性核酸内切酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，每种限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，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．如图1所示是四种不同限制酶切割形成的DNA片段：其中的（2）能和（7）（填序号）在DNA连接酶的作用下连接成$\frac{\underline{\;ACGT\;}}{TGCA}$．
Ⅱ干扰素是一种抗病毒的特效药，人血液中每升只能提取0.05mg干扰素，科学家用基因工程方法在大
肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，可大大提高产量也降低价格．
（1）干扰素的化学本质是糖蛋白．在人体内参与其形成的相关具膜的细胞结构有内质网、高尔基体、细胞膜、线粒体．
（2）人的干扰素基因在酵母菌细胞内的表达过程为干扰素基因→mRNA→蛋白质．
ⅢPCR技术（聚合酶链式反应）可以使目的基因扩增，获得大量DNA克隆分子．（过程如图2所示，图中黑色长方形是引物）
（1）该技术的依据的原理是DNA的半保留复制．图中的变性是指模板DNA双链解旋形成单链．
（2）假设PCR反应中的DNA模板为P，第一轮循环的产物2个子代DNA为N₁，第二轮的产物4个子代DNA为N₂，则N₂中分别含有模板DNA单链的DNA分别有2个．若继续循环，该DNA片段共经过30次循环后能形成2³⁰个这样的片段．
（3）某样品DNA分子中共含3000个碱基对，碱基数量满足：$\frac{A+T}{G+C}$=$\frac{1}{2}$，若经5次循环，至少需要向试管中加入31000个腺嘌呤脱氧核苷酸．（不考虑引物所对应的片段）

Answer 1

分析 1、限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，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裂．形成黏性末端和平末端两种．
2、DNA连接酶：两个DNA片段之间形成磷酸二酯键．
3、PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术．采用PCR技术扩增DNA的过程中，DNA数目以指数的方式扩增，即约2ⁿ．

解答 解：Ⅰ限制性核酸内切酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，每种限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，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．如图1所示是四种不同限制酶切割形成的DNA片段：其中的（2）能和（7）在DNA连接酶的作用下连接成$\frac{\underline{\;ACGT\;}}{TGCA}$．
Ⅱ（1）干扰素的化学本质是糖蛋白．蛋白质在核糖体中合成后需要运输、加工，并消耗能量，排出细胞．由于核糖体没有膜结构，所以在人体内参与其形成的相关具膜的细胞结构有内质网、高尔基体、细胞膜、线粒体．
（2）人的干扰素基因在酵母菌细胞内的表达过程为干扰素基因→mRNA→蛋白质，包括转录和翻译两个过程．
Ⅲ（1）PCR技术又称聚合酶链式反应，该技术的依据的原理是DNA的半保留复制；图中的变性是指模板DNA双链在高温作用下解旋形成单链．
（2）假设PCR反应中的DNA模板为P，第一轮循环的产物2个子代DNA为N₁，第二轮的产物4个子代DNA为N₂，由于DNA复制方式是半保留复制，则N₂中分别含有模板DNA单链的DNA分别有2个．若继续循环，该DNA片段共经过30次循环后能形成2³⁰个这样的片段．
（3）若DNA分子中共含3000个碱基对，碱基数量满足：$\frac{A+T}{G+C}$=$\frac{1}{2}$，则A+T=3000×2×$\frac{1}{3}$=2000，即A=T=1000．经5次循环，至少需要向试管中加入腺嘌呤脱氧核苷酸数目为（2⁵-1）×1000=31000个．
故答案为：
Ⅰ原核生物    特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键    （7）DNA连接酶    $\frac{\underline{\;ACGT\;}}{TGCA}$
Ⅱ（1）糖蛋白   内质网、高尔基体、细胞膜、线粒体
（2）干扰素基因→mRNA→蛋白质（干扰素）
Ⅲ（1）DNA的半保留复制   模板DNA双链解旋形成单链
（2）2          2³⁰
（3）31000

点评 本题综合考查基因工程和PCR技术的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．