Question

如下圖是將人的生長激素基因導入細菌B細胞內制造“工程菌”的示意圖，所用載體為質粒A。已知細菌 B細胞內不含質粒A，也不含質粒A上的基因，質粒A導入細菌B后，其上的基因能得到表達。請完成下列問題：

(1)人工合成目的基因的途徑一般有哪兩條?

(2)如何將目的基因和質粒結合成重組質粒(重組 DNA分子)?

(3)目前把重組質粒導入細菌細胞時，效率還不高，導入完成后得到的細菌，實際上有的根本沒有導入質粒，有的導入的是普通質粒A，只有少數導入的是重組質粒。以下步驟可鑒別得到的細菌是否導入了質粒A或重組質粒：將得到的細菌涂布在一個含有氨芐青霉素的培養基上，能夠生長的就導入了質粒A或重組質粒；反之則沒有。使用這種方法鑒別的原因是　

__________________________________。

(4)若把通過鑒定證明導入了普通質粒A或重組質粒的細菌放在含有四環素的培養基上培養，會發生的現象是__________________________________，原因是__________________________________。

(5)導入細菌B細胞中的目的基因成功表達的標志是什么?

 

Answer 1

(1)人工合成目的基因的兩條途徑是：

①將從細胞中提取分離出的目的基因作為模板，轉錄成 mRNA單鏈DNA雙鏈DNA；

②根據蛋白質中氨基酸序列mRNA中堿基序列DNA堿基序列目的基因。

(2)將目的基因和質粒結合形成重組質粒的過程是：①用一定的限制酶切割質粒，使其出現一個有黏性末端的切口；②用同種限制酶切割目的基因，產生相同的黏性末端；③將切下的目的基因片段插入到質粒的切口處，再加入適量的DNA連接酶，使質粒與目的基因結合成重組質粒。

(3)普通質粒A和重組質粒都含有抗氨芐青霉素基因

(4)有的能生長，有的不能生長　導入普通質粒A的細菌能生長，因為普通質粒 A上有抗四環素基因；導入重組質粒的細菌不能生長，因為目的基因插在抗四環素基因中，抗四環素基因的結構被破壞

(5)基因成功表達的標志是受體細胞通過轉錄、翻譯合成相應的蛋白質，即人的生長激素。

 

此題是對基因操作“四步曲”比較全面的考查，而且注意聯系實際。

(1)人工合成目的基因的兩條途徑是：

①將從細胞中提取分離出的目的基因作為模板，轉錄成 mRNA單鏈DNA雙鏈DNA；

②根據蛋白質中氨基酸序列 mRNA中堿基序列DNA堿基序列目的基因。

(2)將目的基因和質粒結合形成重組質粒的過程是：①用一定的限制酶切割質粒，使其出現一個有黏性末端的切口；②用同種限制酶切割目的基因，產生相同的黏性末端；③將切下的目的基因片段插入到質粒的切口處，再加入適量的DNA連接酶，使質粒與目的基因結合成重組質粒。

(3)檢測質粒或重組質粒是否導入受體細胞，均需利用質粒上某些標記基因的特性，即對已經做了導入處理的本身無相應特性的受體細胞進行檢測，根據受體細胞是否具有相應的特性來確定；抗氨芐青霉素基因在質粒 A和重組質粒上都有，且它與目的基因是否插入無關，所以，用含氨芐青霉素的選擇培養基培養經質粒處理的受體細胞，凡能生長的表明有質粒導入；不能生長的則無質粒導入。

(4)抗四環素基因在質粒A上，而且它的位置正是目的基因插入之處。因此當目的基因插入質粒A形成重組質粒，此處的抗四環素基因的結構和功能就會被破壞，含重組質粒的受體細胞就不能在含四環素的培養基上生長，而質粒A上無目的基因插入，四環素基因結構是完整的，這種受體細胞就能在含四環素的培養基上生長。

(5)基因成功表達的標志是受體細胞通過轉錄、翻譯合成相應的蛋白質，即人的生長激素。