Question

14．Ⅰ．科学家从某热泉生活的原核生物中分离出耐高温淀粉酶（Amy）基因G，通过实验操作将G转移到马铃薯中．经检测，Amy存在于成熟块茎细胞的细胞间隙．请回答下列问题：

（1）在上述科研过程中用到的现代生物技术是基因工程技术，G叫目的基因，它与运载体结合前还必须经过的处理步骤是用限制性核酸内切酶切割．
（2）Amy在成熟块茎细胞间隙中被发现，说明细菌的基因G已整合到图1中的[⑤]细胞核（染色体）或[⑧]线粒体结构中．
（3）在耐高温淀粉酶（Amy）基因指导合成Amy的过程分为转录和翻译两大步骤，Amy合成并分泌到细胞外，定位在细胞间隙中，直接参与该过程的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体，其分泌是以外排（胞吐）的形式进行的．
（4）Amy的基本组成单位是氨基酸，各组成单位间靠肽键相连．
Ⅱ．经研究发现在耐高温的淀粉酶（Amy）基因G所在的DNA分子上存在多个限制酶的切割位点，如限制酶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-．
（1）请在图2中画出该DNA分子被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端．

（2）在DNA连接酶的作用下，上述限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ切割后形成的黏性末端能否连接起来？为什么？能，因为它们具有相同的黏性末端，碱基可以互补配对．

Answer 1

分析 1、目的基因主要指编码蛋白质的基因，由题意可知，分离耐高温淀粉酶基因a，所以基因a是目的基因．
图中①是细胞壁，②是细胞膜，③是叶绿体，④是高尔基体，④是细胞核，⑥是内质网，⑦是核糖体，⑧是线粒体．
2、关于限制酶，考生可以从以下几方面把握：
（1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来．
（2）特异性：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．
（3）结果：形成黏性末端或平末端．

解答 解：Ⅰ（1）在上述科研过程中用到的现代生物技术是基因工程技术，基因a是目的基因．目的基因与运载体结合前需要用同种限制酶切割目的基因和运载体，露出相同粘性末端．
（2）DNA存在于叶绿体、线粒体和细胞核中，而成熟块茎细胞没有叶绿体，现发现有Amy，所以基因a整合到细胞核⑤和线粒体⑧中．
（3）基因指导合成蛋白质的过程分为 转录和 翻译两大步骤，分泌蛋白合成与分泌有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体，分泌蛋白为生物大分子，通过胞吐排出体外．
（4）Amy是淀粉酶，本质是蛋白质，基本组成单位是氨基酸，各组成单位通过肽键相连．
Ⅱ（1）①限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是-G^↓GATCC-，因此质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端为：．
②由于限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是-^↓GATC-，因此目的基因两侧被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端为：．限制性内切酶Ⅰ和限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点不同，但两种切割形成的黏性末端相同，因此可在DNA连接酶的作用下连接起来．
故答案为：
Ⅰ．（1）基因工程技术  目的基因  用限制性核酸内切酶切割
（2）⑤细胞核  ⑧线粒体
（3）转录、翻译   核糖体、内质网、高尔基体  外排（胞吐）
（4）氨基酸  肽键
Ⅱ．（1）-G      GATCC-
-CCTAG      G-
（2）能   因为它们具有相同的黏性末端，碱基可以互补配对

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步骤，掌握基因工程各操作步骤中需要注意的细节问题；识记限制酶的作用特点，能结合限制性内切酶Ⅰ和限制性内切酶Ⅱ的识别序列及切割位点准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查．