Question

圖一為含有目的基因的DNA（外源DNA），圖二為某質粒，表中是幾種限制酶識別序列及其切割位點．用圖中的外源DNA與質粒構建重組質粒．請根據上述信息分析回答：

限制酶	BamⅠ	SmaⅠ	EcoRⅠ	HinRⅢ
識別序列及切割位點

（1）外源DNA有

 

個游離的磷酸基團．
（2）DNA分子的一條多核苷酸鏈中，兩個脫氧核苷酸之間以

 

和

 

相連．用SmaⅠ限制酶切割外源DNA，切開的是

 

和

 

之間相連的鍵．
（3）如果用SmaⅠ酶切割外源DNA和質粒來重組質粒，其結果是

 

．
（4）如果使用EcoRⅠ酶切割外源DNA和質粒，將目的基因片段與切割后的質粒混合，加入

 

酶，獲得的環狀DNA可能有哪幾種情況？

 

．
（5）如果使用BamHⅠ和HinRⅢ兩種限制酶同時處理外源DNA和質粒，比用EcoRⅠ酶切割的優點是

 

．
（6）將重組質粒導入大腸桿菌中，培養基中需加入

 

進行鑒別和篩選含有重組質粒（目的基因）的細胞．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術

專題：

分析：從圖1可以看出，質粒上只含有一個SmaⅠ的切點，因此被改酶切割后，質粒變為線性雙鏈DNA分子，因每條鏈上含有一個游離的磷酸基團，因此切割后含有兩個游離的磷酸基團．由題目可知，SmaⅠ識別的DNA序列只有G和C，
由圖2可知，標記基因和外源DNA目的基因中均含有SmaⅠ酶切位點，都可以被SmaⅠ破壞，故不能使用該酶剪切含有目的基因的DNA，只使用EcoR I，則質粒和目的基因兩端的粘性末端相同，用連接酶連接時，會產生質粒和目的基因自身連接物，而利用BamHⅠ和HindⅢ剪切時，質粒和目的基因兩端的粘性末端不同，用DNA連接酶連接時，不會產生自身連接產物．質粒和目的基因連接后獲得重組質粒，該過程需要連接酶作用，故混合后加入DNA連接酶．質粒上的抗性基因為標記基因，用于鑒別和篩選含有重組質粒的受體細胞．

解答： 解：（1）質粒切割前是雙鏈環狀DNA分子，所有磷酸基團參與形成磷酸二酯鍵，故不含游離的磷酸基團．從圖1可以看出，質粒上只含有一個SmaⅠ的切點，因此被改酶切割后，質粒變為線性雙鏈DNA分子，因每條鏈上含有一個游離的磷酸基團，因此切割后含有兩個游離的磷酸基團．
（2）DNA分子的一條多核苷酸鏈中，兩個脫氧核苷酸之間以磷酸基團和五碳糖相連．由題目可知，SmaⅠ識別的DNA序列只有G和C．
（3）用SmaⅠ酶切割外源DNA和質粒來重組質粒，其結果是目的基因與抗性基因被破壞．
（4）將游離末端重新結合形成DNA使用的是連接酶，獲得的環狀DNA可能有：原質粒切割的粘性末端重新連接；目的基因的粘性末端連接而成環狀；目的基因與切割質粒形成重組質粒．
（5）如果使用BamHⅠ和HinRⅢ兩種限制酶同時處理外源DNA和質粒，比用EcoRⅠ酶切割的優點是：避免切割的外源DNA、質粒的粘性末端自身環化．
（6）導入重組質粒的大腸桿菌能在含有抗生素B的培養基上生存，因此為了篩選出含重組質粒的大腸桿菌，一般需要用添加抗生素的培養基培養．
故答案：
（1）兩
（2）磷酸基團    五碳糖   G    C
（3）目的基因與抗性基因被破壞
（4）連接酶        原質粒切割的粘性末端重新連接；目的基因的粘性末端連接而成環狀；目的基因與切割質粒形成重組質粒
（5）避免切割的外源DNA、質粒的粘性末端自身環化
（6）抗生素

點評：本題結合基因結構圖和運載體結構圖，考查基因工程的技術和原理，要求考生認真分析圖1和圖2，根據圖1中信息計算限制酶SmaⅠ切割產生的片段的種類及長度；根據圖1和圖2中限制酶的給切割位點，明確構建基因表達載體只能用限制酶BamHⅠ，再運用所學的知識答題即可．