Question

16．回答下列有關遺傳信息傳遞與表達的問題．
如圖1為人工構建的某種類型的質粒運載體．
表1

	質粒	重組質粒
ClaⅠ	5.4kb	6.7kb
SalⅠ	5.4kb	2.1kb  4.6kb
PstⅠ	5.4kb	1.6kb  5.1kb

（1）下列關于質粒運載體的說法不正確的是A、BC（多選）．
A．質粒運載體只能在與目的基因重組后進入細胞
B．質粒運載體可能是從細菌或者病毒的DNA改造的
C．質粒運載體只有把目的基因整合到受體細胞的DNA中才能表達
D．沒有限制酶就無法使用質粒運載體
（2）以HindⅢ和BamHⅠ切取目的基因和質粒，并置換質粒HindⅢ和BamHⅠ之間片段構成重組質粒．針對質粒和重組質粒采用表1中限制酶切割，所切片段長度見表1，由此判斷目的基因內部含有哪些酶切位點含有ClaⅠ、PstⅠ、SalⅠ酶切位點，并說明判斷依據質粒上原的一個ClaⅠ位點被目的基因置換后，重組質粒仍被ClaⅠ切為線狀，故目的基因中必然含有一個ClaⅠ位點；同理原質粒上存在一個PstⅠ、SalⅠ位點，重組質粒用PstⅠ、SalⅠ后有兩個片斷，故目的基因中必然各含有一個PstⅠ、SalⅠ位點．．
（3）已知質粒上的SalⅠ與PstⅠ區域長度為2.5kb，若用SalⅠ和PstⅠ聯合酶切重組質粒，則參照表1數據可判斷酶切產物中最小片段的長度為0.5kb．
（4）描述構建重組質粒的過程：用限制性核酸內切酶HindⅢ和BamHⅠ分別對目的基因和質粒進行切割，用DNA連接酶將目的基因與載體拼接成重組質粒．外源目的基因之所以能“插入”到質粒的DNA內，原因是用相同的限制性內切酶切割后，目的基因與質粒具有相同的末端，堿基互補而連接（或不同生物DNA的結構具有統一性）．
（5）基因工程是將目的基因轉入受體細胞，經過受體細胞的分裂，使目的基因的遺傳信息擴大，再進行表達，從而培養出工程生物或生產基因產品的技術．下列支持基因工程技術的理論有D
①遺傳密碼具有通用性　         ②基因可獨立表達
③基因表達互相影響　           ④DNA作為遺傳物質能夠嚴格地自我復制
A．①③④B．②③④C．①②③D．①②④
（6）已知BamHI的識別序列如圖所示，用BamHⅠ限制酶切割外源DNA，切開的是鳥嘌呤脫氧核苷酸和腺嘌呤脫氧核苷酸之間相連的鍵．

Answer 1

分析 1、關于運載體，考生可以從以下幾方面把握：（1）常用的運載體：質粒（質粒是一種裸露的、結構簡單、獨立于細菌擬核DNA之外并具有自我復制能力的雙鏈環狀DNA分子）、噬菌體的衍生物、動植物病毒．
（2）作為運載體必須具備的條件：①要具有限制酶的切割位點； ②要有標記基因（如抗性基因），以便于重組后重組子的篩選③能在宿主細胞中穩定存在并復制；④是安全的，對受體細胞無害，而且要易從供體細胞分離出來．
（3）天然的質粒不能直接作為載體，基因工程中用到的質粒都是在天然質粒的基礎上進行過人工改造的．
2、基因工程涉及的原理：不同生物的DNA具有相同的結構和化學組成，因此一種生物的基因能與另一種生物的基因連接起來；自然界中所有的生物共用一套遺傳密碼，因此一種生物的基因可以在另一種生物體內表達．
3、基因工程技術的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成．
（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等．（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法．
（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術．個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答 解：（1）A、質粒運載體自身也可進入細胞，A錯誤；
B、病毒中沒有質粒，質粒運載體可能是從細菌的DNA改造的，B錯誤；
C、質粒是一種裸露的、結構簡單、獨立于細菌擬核DNA之外并具有自我復制能力的雙鏈環狀DNA分子，不需要整合到受體細胞的DNA中，C錯誤；
D、將目的基因與質粒運載體結合需要限制酶和DNA連接酶，因此沒有限制酶就無法使用質粒運載體，D正確．
故選：ABC．
（2）質粒上原的一個ClaⅠ位點被目的基因置換后，重組質粒仍被ClaⅠ切為線狀，故目的基因中必然含有一個ClaⅠ位點；同理原質粒上存在一個PstⅠ、SalⅠ位點，重組質粒用PstⅠ、SalⅠ后有兩個片斷，故目的基因中必然各含有一個PstⅠ、SalⅠ位點．由此可判斷，目的基因內部含有ClaⅠ、PstⅠ、SalⅠ酶切位點．
（3）根據表中數據可知，用SalⅠ單獨切割重組質粒后產生2.1kb和4.6kb兩種長度的DNA片段，而用PstⅠ單獨切割重組質粒后產生1.6kb和5.1kb兩種長度的DNA片段，可見SalⅠ和PstⅠ之間的最短距離是2.1-1.6=0.5kb，即用SalⅠ和PstⅠ聯合酶切重組質粒，酶切產物中最小片段的長度為0.5kb．
（4）根據第（2）題可知構建重組質粒的過程：用限制性核酸內切酶HindⅢ和BamHⅠ分別對目的基因和質粒進行切割，用DNA連接酶將目的基因與載體拼接成重組質粒．用于用相同的限制性內切酶切割后，目的基因與質粒具有相同的末端，堿基互補而連接（或不同生物DNA的結構具有統一性），所以外源目的基因能“插入”到質粒的DNA內．
（5）①遺傳密碼具有通用性，因此一種生物的基因能在另一種生物體內表達，①正確；　         
②③基因可獨立表達，因此目的基因進入受體細胞后可表達出相應的產物，②正確，③錯誤；
④DNA作為遺傳物質能夠嚴格地自我復制，因此目的基因進入受體細胞后可不斷擴增，④正確．
故選：D．
（6）由圖2可知，BamHI的切割位點在G和A之間，即用BamHⅠ限制酶切割外源DNA，切開的是鳥嘌呤脫氧核苷酸和腺嘌呤脫氧核苷酸之間相連的磷酸二酯鍵．
故答案為：
（1）A、B  C
（2）含有ClaⅠ、PstⅠ、SalⅠ酶切位點    質粒上原的一個ClaⅠ位點被目的基因置換后，重組質粒仍被ClaⅠ切為線狀，故目的基因中必然含有一個ClaⅠ位點；同理原質粒上存在一個PstⅠ、SalⅠ位點，重組質粒用PstⅠ、SalⅠ后有兩個片斷，故目的基因中必然各含有一個PstⅠ、SalⅠ位點．
（3）0.5
（4）用限制性核酸內切酶HindⅢ和BamHⅠ分別對目的基因和質粒進行切割，用DNA連接酶將目的基因與載體拼接成重組質粒      用相同的限制性內切酶切割后，目的基因與質粒具有相同的末端，堿基互補而連接（或不同生物DNA的結構具有統一性）
（5）D
（6）鳥嘌呤脫氧核苷酸   腺嘌呤脫氧核苷酸

點評 本題結合圖表，考查基因工程的相關知識，要求考生識記基因工程的原理、操作工具及操作步驟，掌握各操作步驟中的相關細節，能結合圖中和表中信息準確答題，屬于考綱理解和應用層次的考查．