Question

【题目】图1表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp Ⅰ、BamH Ⅰ、Mbo Ⅰ、Sma Ⅰ4种限制性核酸内切酶切割的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。请回答下列问题：

【1】图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由_________________________连接。

【2】若用限制酶Sma Ⅰ完全切割图1中DNA片段，其产物长度为_______________________

【3】若图1中虚线方框内的碱基对被T－A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从隐性纯合子分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶Sma Ⅰ完全切割，产物中共有_____种不同DNA片段。为了提高实验成功率，需要通过_____________技术扩增目的基因，以获得目的基因的大量拷贝，该方法也是检测_________多样性最简单的方法。

【4】若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是_____________。在导入重组质粒后，为了筛选出含质粒的大肠杆菌，一般需要用添加____________的培养基进行培养，用影印法接种到只含________________的培养基中培养，可进一步筛选出含重组质粒的受体细胞。

【5】假设用BamH Ⅰ切割DNA获取目的基因，用Mbo Ⅰ切割质粒，然后形成重组质粒，若将插入在抗生素B抗性基因处的目的基因重新切割下来，能否用BamH Ⅰ？_______。为什么？___

Answer 1

【答案】

【1】脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖

【2】537bp、790bp、661bp

【3】 2 PCR 遗传

【4】 BamH I 抗生素B 抗生素A

【5】 不一定 因为目的基因和抗生素B抗性基因拼接处不一定出现GGATCC

【解析】

分析图1：图中DNA片段含有2个限制酶MspⅠ和SmaⅠ切割位点，也含有两个限制酶BamHⅠ和MboⅠ切割位点。基因D两侧序列为GGATCC，可被限制酶BamHⅠ切割。

分析图2：质粒含有CCGG序列、GGATCC序列和GATC序列，其中CCGG序列可被限制酶MspⅠ切割，GGATCC序列和GATC序列可被限制酶MboⅠ切割。用限制酶BamHⅠ切割破坏了抗生素A抗性基因，但没有破环抗生素B抗性基因，因此含有重组质粒的大肠杆菌能抗抗生素B，但不能抗抗生素A。

【1】根据脱氧核酸的结构组成可知，一条脱氧核苷酸链中相邻两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，因此一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖相连。

【2】识图分析可知，SmaⅠ识别的序列为GGGCCC，切割会产生平末端；图1中DNA片段含有两个SmaⅠ识别位点，第一个识别位点在左端534 bp序列向右三个碱基对的位置；第二个识别位点在右端658bp序列向左三个碱基的位置，从而两个位点切割后产生的DNA片段的长度分布为534+3，796-3-3，658+3，即得到的DNA片段长度为537、790、661。

【3】杂合子的基因型为Dd，其中D基因片段有两个SmaⅠ酶切位点，完全切割后出现三个片段长度分别是537bp、790bp、661bp，发生基因突变后的d基因片段只有一个SmaⅠ酶切位点，完全切割后出现两个片段长度分别是1327bp、661bp，所以从隐性纯合子中分离的DNA片段被限制酶SmaⅠ完全切割后形成会2种不同的DNA片段。通过PCR技术可以扩增目的基因，获得目的基因的大量拷贝，PCR技术也是检测遗传多样性最简单的方法。

【4】限制酶MspⅠ和SmaⅠ的切割位点位于目的基因D上，若用这两种酶切割会被破坏目的基因D；运载体质粒的两个标记基因上都有限制酶MboⅠ的切割位点，用该酶切割会破坏这两个标记基因，因此只能选用限制酶BamHⅠ切割外源DNA分子和运载体。用限制酶BamHⅠ切割质粒会破坏抗生素A抗性基因，但不会破坏抗生素B抗性基因，所以导入重组质粒的大肠杆菌能在含有抗生素B的培养基上生存，因此为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加抗生素B的培养基培养。能够在含有抗生素B的培养基上生存的是导入重组质粒的大肠杆菌和含有普通质粒的大肠杆菌，因此用影印法接种到只含抗生素A的培养基中培养，含有重组质粒的死亡，可进一步筛选出含重组质粒的受体细胞。

【5】用BamHⅠ切割DNA获取目的基因，用MboⅠ切割质粒，然后形成重组质粒，用BamHⅠ不一定将插入在抗生素B抗性基因处的目的基因重新切割下来，因为目的基因和抗生素B抗性基因拼接处含有GATC，不一定出现GGATCC。

本题考查基因工程的知识点，要求学生掌握限制酶的特点和选择的原则是该题考查的重点；要求学生能够正确识图分析获取有效信息，结合限制酶的识别序列的特点选择限制酶，结合图示判断限制酶切割后的DNA片段的情况以及碱基组成情况，理解基因工程中标记基因的功能和筛选的方法，这是该题考查的难点。