Question

科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达．但在进行基因工程的操作过程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选．已知限制酶I的识别序列和切点是-G↓GATCC-，限制酶II的识别序列和切点是-↓GATC-，据图回答．

（1）在基因工程中，常用的工具除了限制性内切酶和质粒以外，还需要

 

．
（2）过程①表示的是采取

 

的方法来获取目的基因．
（3）根据图示分析，在构建基因表达载体过程中，应选用

 

（限制酶I/限制酶II）切割质粒，用限制酶

 

（限制酶I/限制酶II）切割目的基因．用限制酶切割目的基因和运载体后形成的黏性末端可以通过

 

原则进行连接．
（4）人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为

 

．
写出目的基因导入细菌中的表达过程：

 

．
（5）如果要检测、筛选出含有重组质粒的大肠杆菌，该如何操作（简要写出主要思路）：

 

．

Answer 1

考点：基因工程的应用

专题：

分析：据图分析，①是以mRNA为模板合成DNA的过程，通过逆转录获取目的基因的过程，②是构建基因表达载体的过程，此过程需要限制酶和DNA连接酶．③是将目的基因导入受体细胞的过程，受体细胞是微生物，常用一定浓度的钙离子溶液作用于微生物，使其处于感受态．所有的生物共用一套密码子，是目的基因在受体细胞内成功表达的基础．标记基因可以检测重组质粒是否导入受体细胞中．

解答： 解：（1）DNA重组技术至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体．
（2）由人生长激素基因的mRNA获取人生长激素基因的方法是反转录法．
（3）由题干知限制酶Ⅰ与限制酶Ⅱ切割后留下的黏性末端能黏合在一起；由图示知质粒上有限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ两种酶的识别序列，形成重组质粒后，GeneⅠ完整，那么切割质粒的切点应在GeneⅡ处，即用限制酶Ⅰ在GeneⅡ处将质粒切开．用限制酶切割目的基因和运载体后形成的黏性末端可以通过碱基互补配对原则形成氢键进行连接．
（4）所有的生物共用一套密码子，是人体的生长激素基因在细菌体内成功表达的基础．目的基因导入细菌中的表达过程包括转录和反应过程，如图
（5）根据标记基因的生理功能，可以筛选出含有重组质粒的大肠杆菌．质粒上有抗氨苄青霉素基因，若大肠杆菌能在含氨苄青霉素的培养基上生长，则说明大肠杆菌内导入了质粒．否则没有．
故答案为：
（1）DNA连接酶
（2）逆转录（人工合成）  
（3）限制酶Ⅰ限制酶Ⅱ碱基互补配对
（4）具有相同的遗传密码   

（5）因重组质粒含抗氨苄青霉素，利用含氨苄青霉素选择性培养基培养，来筛选含重组质粒的大肠杆菌：将得到的大肠杆菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的，说明转基因成功．整个操作过程必需在无菌条件下进行．

点评：本题综合考查了基因工程的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系；理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题的能力．