Question

【题目】降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰期较短。某科学机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA，过程如下图。

在此过程中发现，合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。分析回答下列问题：

(1)Klenow酶是一种________酶，合成的双链DNA有________个碱基对。

(2)获得的双链DNA经EcoRⅠ(识别序列和切割位点—G↓AATTC—)和BamHⅠ(识别序列和切割位点—G↓GATCC—)双酶切后插入到大肠杆菌质粒中，筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。

①大肠杆菌是理想的受体细胞，这是因为它_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________。

②设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切的目的是_______________________________________________________________________________

_____________________________________________________。

③要进行重组质粒的鉴定和选择，需要大肠杆菌质粒中含有________。

(3)经DNA测序表明，最初获得的多个重组质粒，均未发现完全正确的基因序列，最可能的原因是

______________________________________________________

______________________________________________________。

(4)上述制备该新型降钙素，运用的现代生物工程技术是________。

Answer 1

【答案】DNA聚合酶 126 繁殖快、单细胞、遗传物质相对较少 保证目的基因和载体定向连接（或防止目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接） 标记基因 合成的核苷酸单链仍较长，产生缺失碱基的现象 蛋白质工程

【解析】

由降钙素为多肽类激素及人工合成DNA图示可知，本题为蛋白质工程与基因工程的综合考查。题设中设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切能使目的基因的两端露出不同的黏性末端，以质粒作为目的基因的运载体，获得带有目的基因的重组质粒，其中标记基因则作为检测目的基因是否成功导入受体细胞的标志，但不其基因是否成功表达的标志。

（1）Klenow 酶催化了脱氧核苷酸按照模板链通过碱基互补配对相连，故属于DNA 聚合酶；合成双链后碱基对数是（72-18）+72=126个。

（2）①大肠杆菌具有繁殖快、单细胞、遗传物质相对较少等特点，因此是理想的受体细胞。

②若只用一种限制酶处理，则目的基因和载体的末端可以任意连接，可形成多种重组体、环状DNA等，用两种限制酶进行切割，可以使目的基因两端的黏性末端不同，保证目的基因和载体的定向连接。

③要进行重组质粒的鉴定和选择，需要大肠杆菌质粒中含有标记基因。

（3）经DNA测序表明，最初获得的多个重组质粒，均未发现完全正确的基因序列，最可能的原因是合成的核苷酸单链较长，产生缺失碱基的现象。

（4）由于该新型降钙素是自然界原来不存在的蛋白质，因此该生物工程属于蛋白质工程。