Question

如圖表示某種綠色熒光蛋白基因表達載體的構建過程．綠色熒光蛋白基因有720個堿基對（bp），質粒有5369個堿基對（bp），其上酶切位點和標記基因如圖．請回答：

（1）限制酶BamHI的識別序列和切割位點是G↓GATTC，則該酶切割DNA后形成的黏性末端是

 

．過程③所需的工具酶是

 

．
（2）②過程可以通過PCR技術進行，為了準確獲取目的基因，設計引物對是關鍵．設計引物對的依據

 

．
（3）基因工程中常用限制酶酶切后再電泳的方法進行重組質粒的鑒定和篩選，電泳時DNA片段的遷移速率與片段大小呈負相關．

①圖中質粒經BamHⅠ、HindⅢ雙酶切后進行電泳，出現了一條長度為5300bp的DNA條帶（如圖1），而重組質粒經BamHⅠ、HindⅢ雙酶切，電泳后形成了兩條長度分別為

 

和

 

的腿片段條帶．
②圖中質粒經BamHI單酶切后電泳圖譜如圖2．請在答題紙相應圖中畫出重組質粒用BamHI單酶切并電泳后條帶所在的大致位置．

 

（4）該基因工程中的受體細胞無任何抗生素抗性，某同學用只含有氨芐青霉素的培養基篩選導入重組質粒的受體細胞．他能否成功？為什么？

 

．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術

專題：

分析：分析圖解：在質粒上存在一個復制原點，兩個抗性基因和三個酶切位點，但是限制酶BamHI的切割位點存在于四環素抗性基因中．因此在利用BamHI和HindⅢ雙酶切割時，原質粒上將缺少部分片段；而目的基因也用這兩種酶進行切割，能夠保證目的基因和質粒之間定向連接．因此圖中③表示利用DNA連接酶形成重組質粒．
PCR技術中，在低溫復性的過程中，引物將結合到DNA的兩條鏈上，并且遵循堿基的互補配對原則．
電泳技術中，電泳時DNA片段的遷移速率與片段大小呈負相關，因此堿基對多的在上，少的在下．

解答： 解：（1）限制酶BamHI的識別序列和切割位點是G↓GATTC，則該酶切割DNA后形成的黏性末端是GATTC--．過程③表示切割后的目的基因和質粒發生重組，該過程需要DNA連接酶．
（2）目的基因的擴增可以通過PCR技術進行，為了準確獲取目的基因，設計引物對是關鍵，設計引物對的依據綠色熒光蛋白基因兩端的部分DNA序列．
（3）①根據題意可知，綠色熒光蛋白基因有720個堿基對（bp），質粒有5369個堿基對（bp）．圖中質粒經BamHⅠ、HindⅢ雙酶切后進行電泳，出現了一條長度為5300bp的DNA條帶（如圖1），說明5300bp的DNA條帶是原質粒中切去部分片段的質粒；而目的基因也用這兩種酶進行切割，因此形成的重組質粒上仍然存在這兩種酶的識別位點．則重組質粒經BamHⅠ、HindⅢ雙酶切，電泳后形成了兩條長度分別為5300bp（質粒）和720bp（目的基因）的片段條帶．
②質粒有5369個堿基對，質粒經BamHI單酶切后堿基長度不變．而重組質粒的長度=5300+720=6020kb，用BamHI單酶切割長度也不變．由于電泳時DNA片段的遷移速率與片段大小呈負相關，因此電泳后重組質粒在圖2中質粒之上．
（4）由于該基因工程中的受體細胞無任何抗生素抗性，而導入質粒或重組質粒的受體細胞都具有氨芐青霉素抗性，都能正常生長，因此用只含有氨芐青霉素的培養基篩選導入重組質粒的受體細胞不能成功．
故答案為：
（1）GATTC--DNA連接酶  
（2）綠色熒光蛋白基因兩端的部分DNA序列
（3）①5300bp    720bp  
 ②如右圖

（4）不能成功，導入質粒或重組質粒的受體細胞都具有氨芐青霉素抗性，都能正常生長

點評：本題考查了基因工程的相關知識，意在考查考生的分析能力和理解應用能力，難度適中．考生要明確基因工程的工具酶的作用以及PCR技術中引物的特點；能夠從題干獲取有效解題信息；在目的基因篩選時不能僅僅根據標記基因鑒定．