Question

14．基因表达载体的构建是基因工程的核心．图1为限制酶EcoRⅠ的识别序列，图2表示目的基因及限制酶切点，图3表示目的基因上的DNA片段，图4表示质粒．请回答下列问题：

（1）若用图1所示的限制酶EcoRⅠ切割外源DNA，就其特异性而言，切开的是鸟嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤脱氧核苷酸之间相连的化学键．
（2）图3为目的基因中的某一片段，下列有关叙述正确的是BD．
A．若图中的ACT能决定一个氨基酸，则ACT可称为一个密码子
B．DNA聚合酶和DNA连接酶都可作用于②处，解旋酶作用于①处
C．若只用这个片段中的3个碱基对，排列出的DNA片段有64种
D．就游离的磷酸基而言，该片段与重组质粒相比多了2个游离的磷酸基
（3）若利用PCR技术增加目的基因的数量，由图2可知，A、B、C、D四种单链DNA片段中应选取B和C作为引物（DNA复制子链的延伸方向5′→3′）．该DNA分子在PCR仪中经过4次循环后会产生等长的目的基因片段8个．
（4）为了使目的基因和质粒定向连接并且有利于受体细胞的筛选，提高重组效率，应该选择的限制酶是PstⅠ、EcoRⅠ．如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同时对质粒进行切割，假设同时只有任意两个位点被切断且每次机会相等，则形成含有完整抗四环素基因的DNA片段有1种．
（5）如果大肠杆菌是受体细胞，则其体内应不含抗四环素基因基因，以利于筛选出含重组质粒的受体菌．目的基因能在大肠杆菌细胞内表达出相同的蛋白质，其遗传学基础是各种生物共用一套密码子．

Answer 1

分析 1、基因工程又叫DNA重组技术，是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品．
2、基因工程的工具：
（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．
（2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键．
（3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒．

解答 解：（1）DNA分子的一条多核苷酸链中，两个脱氧核苷酸之间以磷酸基团和五碳糖相连．由题目可知，EcoRⅠ识别的DNA序列只有G和A，故切开的是鸟嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤脱氧核苷酸之间相连的化学键．
（2）A、密码子是mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，若图中的ACT能决定一个氨基酸，则其对应的密码子是UGA，A错误；
B、DNA聚合酶和DNA连接酶都可作用于②磷酸二酯键处，解旋酶作用中①氢键处，B正确；
C．A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，因此若只用这片段中的3个碱基对，可以排列出2³种片段，C错误；
D．就游离的磷酸基而言，该片段有2个游离的磷酸基，而重组质粒不含游离的磷酸基，因此该片段与重组质粒相比多了2个游离的磷酸基，D正确．
故选：BD．
（3）若利用PCR技术增加目的基因的数量，由图2可知，DNA复制只能从5’到3’，因此构建前利用PCR技术扩增干扰素基因时，A、B、C、D四种单链DNA片段中应选取 B和C 作为引物，该DNA分子在PCR仪中经过4次循环后会产生基因片段16个，其中等长的目的基因片段8个．
（4）为了使目的基因和质粒定向连接并且有利于受体细胞的筛选，提高重组效率，四环素抗性基因没有被破坏，gu8 应该选择的限制酶是 PstⅠ、EcoRⅠ．如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同时对质粒进行切割，假设同时只有任意两个位点被切断且每次机会相等，若Pst I酶的切割位点用1表示，EcoR I酶的切割位点用2表示，HindⅢ酶的切割位点用3表示，则形成的DNA片段1→2，2→1，2→3，3→2，1→3，3→1六种片段，其中只有2→1片段含有完整四环素抗性基因，即含有完整四环素抗性基因的DNA片段只有1种．
（5）如果大肠杆菌是受体细胞，则其体内应不含 抗四环素基因   基因，以利于筛选出含重组质粒的受体菌．目的基因能在大肠杆菌细胞内表达出相同的蛋白质，其遗传学基础是 各种生物共用一套密码子．
故答案为：
（1）鸟嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤脱氧核苷酸
（2）BD 
（3）B和C   8 
（4）PstⅠ、EcoRⅠ1 
（5）抗四环素基因   各种生物共用一套密码子

点评 本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理及操作工具和操作步骤，能正确区分供体、受体，再结合所学的知识做出准确的判断．