Question

12．下图四种质粒含有E₁和E₂两种限制酶的识别位点，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．

（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）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①②③．（多选）
①X-1   ②X-2③X-3   ④X-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．在这两种培养基上均不能生长的大肠杆菌细胞类型有无质粒细胞和含X-3的细胞．
（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4750对碱基．

Answer 1

分析 据图分析，每种限制酶能特异性识别专一DNA序列，并在切割位点将其准确切割．用E1切开的Tc^r基因与用E1切开的质粒X-1混合连接，三个片段之间的连接是随机的，连接后形成的质粒类型包括题中的A、B、C三项．
X-1即质粒中含有Ap^r基因，能在含有青霉素的培养基上生长，X-2中含有Tc^r基因，能在含有四环素的培养基上生长，X-4中含有Ap^r基因和Tc^r基因，能在含有青霉素或者四环素的培养基中生长，而X-3中没有这两种抗性基因，故没有导入质粒的大肠杆菌细胞和导入X-3的大肠杆菌细胞在这两种培养基上均不能生长．
由图可知，X-2为X-1剪切Apr基因后再连接Tc^r基因形成的，故其长度为3350+1200=4750对碱基．

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）因目的基因和质粒都是用E1切开且质粒上有两个E1酶切位点，故Ap^r基因和Tc^r基因的黏性末端相同，既可能出现Ap^r基因和X-1连接的产物（X-1），也可能出现Tc^r基因和X-1连接的产物（X-2），还可能出现X-1两端连接形成的产物（X-3）．
（3）X-1含有Ap^r基因，该基因表达后对青霉素有抗性，X-2含有Tc^r基因，该基因表达后对四环素有抗性，X-3不含抗性基因，X-4同时含有Ap^r和Tc^r基因，Ap^r和Tc^r基因表达后，对青霉素、四环素都有抗性．故而在含有青霉素或四环素的两种培养基上不能生长的大肠杆菌中不含X-1、X-2、X-4，即无质粒细胞和含X-3的细胞．
（4）用E1酶切X-1，产生850对碱基的Ap^r基因大部分碱基片段和3550对碱基含有E2酶切位点的片段．与Tc^r基因形成含有4750个碱基对的X-2质粒．用E2酶切割质粒，由环状变为链状，碱基对数不变．
故答案为：
（1）特异性地识别和切割DNA
（2）①②③
（3）无质粒细胞和含X-3的细胞
（4）4750

点评 本题考查基因工程的相关知识，意在考查学生的识图和理解能力，比较抽象，需要耐心分析．