Question

【題目】天然存在的野生型質粒由于分子量大、單一酶切位點少、遺傳標記不理想等缺陷，不能滿足作為運載體的要求，因此往往需要以多種野生型質粒為基礎進行人工構建新質粒．

假設下列三種質粒A、B、D，分別含有抗生素抗性基因r、s，及酶a、b的酶切位點．現需要通過基因工程大量表達目的基因M的產物。

（1）組成目的基因M的基本單體有哪幾種_____。切割目的基因的酶b稱為_____酶。

（2）作為基因工程的運載體，必須具備的條件是_____。

A．具有一個或多個限制酶切位點，以供外源基因插入其中

B．具有標記基因，以檢測重組DNA分子是否導入受體細胞

C．能在宿主細胞中復制并穩定保存

D．必須是細菌的質粒或噬菌體

E．對宿主細胞無害

（3）目的基因與運載體通過_____酶連接形成重組DNA分子。

（4）如果選擇質粒A作為目的基因M的運載體，其缺陷是_____；如果選擇質粒B作為目的基因M的運載體，其缺陷是_____。為解決上述野生型質粒作為運載體的缺陷，進行人工構建新質粒。

（5）如果用酶a分別切割質粒A、B，形成人工構建的新質粒（X），X是否是較理想的目的基因運載體，為什么？_____如果用酶a分別切割質粒A、D，形成人工構建的新質粒（Y），Y是否是較理想的目的基因運載體，為什么？_____。

Answer 1

【答案】胞嘧啶脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、腺嘌呤脫氧核苷酸 限制性核酸內切 A、B、C、E DNA連接 目的基因M可以插入酶b位點，可檢測受體細胞中的抗性基因r而確定是否導入了質粒A，但無法檢測是否導入了重組質粒A 目的基因M可以插入酶b位點，抗性基因s被破壞，無法檢測是否導入了質粒B 是 用酶a切割質粒A、B后，能形成具有一個抗性基因r和一個抗性基因s的X；用酶b切割目的基因M和X后形成重組質粒，含重組質粒的受體細胞可表現抗r抗性，但失去了抗s抗性；如果未導入質粒，則無任何抗性；如果導入的質粒未成功重組M，則表現抗r與抗s抗性；由此可篩選出受體細胞是否含有M重組質粒 否 用酶a切割質粒A、B后，能形成具有一個抗性基因r和二個抗性基因s的Y，用酶b切割目的基因M和X后形成重組質粒，含重組質粒的受體細胞可表現抗r抗性，如果其中一個抗性基因s因導入目的基因M被破壞，而另一抗s基因自身環化，仍具抗性，會影響檢測

【解析】

1、基因工程的操作工具包括限制酶、DNA連接酶、運載體。

2、“分子運輸車”—運載體

（1）運載體具備的條件：①能在受體細胞中復制并穩定保存；②具有一至多個限制酶切點，供外源DNA片段插入；③具有標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。

（2）最常用的運載體是質粒，它是一種裸露的、結構簡單的、獨立于細菌染色體之外，并具有自我復制能力的雙鏈環狀DNA分子。

（3）其它運載體：噬菌體的衍生物、動植物病毒。

（1）基因是有遺傳效應的DNA片段，因此基因M的基本單體有胞嘧啶脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、腺嘌呤脫氧核苷酸。切割目的基因的酶b稱為限制性核酸內切酶。

（2）A、運載體應具有一個或多個限制酶切位點，以供外源基因插入其中，A正確；

B、運載體應具有標記基因，以檢測重組DNA分子是否導入受體細胞，B正確；

C、運載體要能在宿主細胞中復制并穩定保存，C正確；

D、運載體可以是細菌的質粒、動植物病毒或噬菌體的衍生物，D錯誤；

E、運載體必須對宿主細胞無害，E正確。

故選ABCE。

（3）目的基因與運載體通過DNA連接酶連接形成重組DNA分子。

（4）分析圖解可知，質粒A上有一個抗性基因r，如果選擇質粒A作為目的基因M的運載體，目的基因M可以插入酶b位點，可檢測受體細胞中的抗性基因r而確定是否導入了質粒A，但無法檢測是否導入了重組質粒A；如果選擇質粒B作為目的基因M的運載體，目的基因M可以插入酶b位點，抗性基因s被破壞，無法檢測是否導入了質粒B。因此為解決上述野生型質粒作為運載體的缺陷，進行人工構建新質粒。

（5）用酶a切割質粒A、B后，能形成具有一個抗性基因r和一個抗性基因s的X；用酶b切割目的基因M和X后形成重組質粒，含重組質粒的受體細胞可表現抗r抗性，但失去了抗s抗性；如果未導入質粒，則無任何抗性；如果導入的質粒未成功重組M，則表現抗r與抗s抗性；由此可篩選出受體細胞是否含有M重組質粒，因此X是否是較理想的目的基因運載體。

用酶a切割質粒A、B后，能形成具有一個抗性基因r和二個抗性基因s的Y，用酶b切割目的基因M和X后形成重組質粒，含重組質粒的受體細胞可表現抗r抗性，如果其中一個抗性基因s因導入目的基因M被破壞，而另一抗s基因自身環化，仍具抗性，會影響檢測，因此Y不是較理想的目的基因運載體。