Question

10．科學家將人的生長激素基因與大腸桿菌的DNA分子進行重組，并成功地在大腸桿菌中得以表達．但在進行基因工程的操作過程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質粒，便于重組和篩選．已知限制酶I的識別序列和切點是-G↓GATCC-，限制酶II的識別序列和切點是-↓GATC-，據圖回答：

（1）過程①表示的是采取反轉錄法（人工合成法）的方法來獲取目的基因．
（2）根據圖示分析，在構建基因表達載體過程中，應用限制酶Ⅱ（填“I”或“II”）切割目的基因；用限制酶I（填“I”或“II”）切割質粒，用限制酶切割目的基因和運載體后形成的黏性末端通過堿基互補配對原則進行連接．
（3）人的基因之所以能與大腸桿菌的DNA分子進行重組，原因是人的基因與大腸桿菌DNA的雙螺旋結構相同．
（4）人體的生長激素基因能在細菌體內成功表達是因為共用一套（遺傳）密碼子．
（5）將得到的大腸桿菌B涂布在一個含有氨芐青霉素的培養基上，經過一定時間培養后，能夠在含有氨芐青霉素的培養基上生長的，說明已導入了普通質粒或重組質粒，反之則沒有導入．

Answer 1

分析 獲得目的基因的方法：①從基因文庫中獲取 ②利用PCR技術擴增 ③人工合成（化學合成）．據圖分析可知，人的生長激素基因是人工合成的，采取的方法是利用人的生長激素基因的mRNA為模板，進行反轉錄．
目的基因能插入宿主DNA，與大腸桿菌的DNA分子進行重組，原因是它們的成分和結構相同，都是由四種脫氧核苷酸組成的雙螺旋結構．所有的生物都共用一套密碼子，所以人體的生長激素基因能在細菌體內的核糖體上成功表達．
將得到的大腸桿菌B涂布在一個含有氨芐青霉素的培養基上，因質粒上有抗氨芐青霉素基因，且重組質粒上的抗氨芐青霉素基因，也沒有被破壞，所以如果大腸桿菌B能夠生長，說明已導入了含抗氨芐青霉素基因的普通質粒或重組質粒，反之則沒有導入．

解答 解：（1）過程①是以mRNA為模板形成基因的過程，屬于反轉錄，此過程需要逆轉錄酶的參與．
（2）在構建基因表達載體時，需用限制酶對目的基因和質粒進行切割以形成相同的黏性末端．質粒如果用限制酶Ⅱ來切割的話，將會在質粒在出現兩個切口且抗生素抗性基因全被破壞，故質粒只能用限制酶Ⅰ切割（破壞四環素抗性而保留氨芐青霉素抗性，即將來形成的重組質粒能在含氨芐青霉素的培養基中生存，而在含四環素的培養基中不能生存），形成的黏性末端是GATC；目的基因兩端都出現黏性末端時才能和質粒發生重組，故目的基因只有用限制酶Ⅱ切割時，才會在兩端都出現黏性末端．黏性末端其實是被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，這個切口上帶有幾個伸出的核苷酸，它們之間正好通過堿基互補配對進行連接．在DNA連接酶的作用下形成了磷酸二酯鍵．
（3）人的基因之所以能與大腸桿菌的DNA分子進行重組，原因是人的基因與大腸桿菌DNA分子的雙螺旋結構相同．
（4）所有的生物都共用一套密碼子，所以人體的生長激素基因能在細菌體內成功表達．
（5）因本題上有2個標記基因，但抗四環素基因被插入的基因破壞掉，因此剩下的是抗氨芐青霉素抗性基因，如果在含氨芐青霉素的培養基上能生長，說明已經導入了重組質粒或普通質粒A，因為普通質粒和重組質粒都含有抗氨芐青霉素的基因．
故答案為：
（1）反轉錄法（人工合成法）
（2）ⅡI   堿基互補配對
（3）人的基因與大腸桿菌DNA的雙螺旋結構相同
（4）共用一套（遺傳）密碼子
（5）普通質粒或重組質粒

點評 本題主要考查與基因工程相關的知識，如基因工程的基本工具、基因工程的操作程序等，意在考查考生能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋并做出合理判斷得出正確結論的能力．