Question

7．科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达．但在进行基因工程的操作过程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选．已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-G^↓GATCC-，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-^↓GATC-，请据图回答：

（1）过程①所需要的酶是逆转录酶．
（2）在构建基因表达载体的过程中，应用限制酶Ⅰ切割质粒，用限制酶Ⅱ切割目的基因．用限制酶切割目的基因和载体后形成的黏性末端通过碱基互补配对原则进行连接．人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是人的基因与大肠杆菌DNA分子的螺旋结构相同．
（3）在过程③中一般将受体大肠杆菌用CaCl₂溶液进行处理，以增大细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞．
（4）人体的生长激素基因能在大肠杆菌体内成功表达是因为二者共用一套密码子．目的基因导入大肠杆菌中后表达的过程是生长激素基因→mRNA→生长激素．

Answer 1

分析 分析题图：图示表示利用基因工程培育抗虫棉过程，其中①表示通过人工合成法获取目的基因；②表示基因表达载体的构建过程，该过程需要限制酶和DNA连接酶；③表示将目的基因导入受体细胞．

解答 解：（1）①是逆转录过程，该过程需要逆转录酶的催化．
（2）由图可知，质粒上的两个标记基因中均有限制酶Ⅰ（-↓GATC-）的识别序列和切点，若用该酶切割会将两个标记基因均破坏，因此只能用限制酶Ⅱ切割质粒，但切割含有抗虫基因的外源DNA分子时可以只用限制酶Ⅰ，也可以同时用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ．用限制酶切割目的基因和载体后形成的黏性末端通过碱基互补配对原则进行连接．人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是人的基因与大肠杆菌DNA分子的螺旋结构相同．
（3）将目的基因导入微生物细胞常用感受态转化法，即用CaCl₂溶液进行处理，以增大细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞．
（4）自然界中所有生物共用一套遗传密码子，因此人体的生长激素基因能在大肠杆菌体内成功表达．目的基因在细菌中表达的过程：．
故答案为：
（1）逆转录酶
（2）ⅠⅡ碱基互补配对     人的基因与大肠杆菌DNA分子的螺旋结构相同
（3）CaCl₂溶液 细胞壁
（4）二者共用一套密码子      生长激素基因→mRNA→生长激素

点评 本题结合转基因棉花培育过程图，考查基因工程、植物组织培养等知识，要求考生识记基因工程的工程及操作步骤，能根据限制酶识别序列选择合适的限制酶，并能准确判断图中各过程的名称，再结合所学的知识准确答题．