Question

9．利用转基因奶牛乳腺生物发生器生产人的生长激素，需要构建一种能高水平表达的表达载体，选择合适的基因启动子至关重要．由于无法由基因表达产物推知启动子的碱基序列，运用PCR技术单独克隆启动子存在困难．科研人员经过长期研究，终于发明了下图所示的一种克隆启动子的方法．请分析回答：

请回答：
（1）培育转基因奶牛时，需要在生长激素编码序列前插入乳腺蛋白基因的启动子．
（2）由基因表达产物无法推知启动子碱基序列，其原因是基因中启动子的碱基序列不能被转录．
（3）过程①需选择的限制酶是BamHⅠ，过程③需选择的限制酶是HindⅢ．过程④需要使用的工具酶是耐高温的DNA聚合酶（Taq酶） ．
（4）过程④中可以根据编码序列两端的部分碱基序列设计引物进行扩增，还需提供足够的4种脱氧核苷酸作为原料．扩增过程中，在第三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段．
（5）过程⑤中克隆的启动子与外源基因编码序列连接时，原引物a所在的P片段的碱基对数目应是3的整数倍，目的是保证外源基因编码序列编码正确的氨基酸序列．

Answer 1

分析 分析题图：外源DNA分子上含有限制酶BamHⅠ、HindⅢ、MboⅠ、HindⅢ的识别序列和切割位点，且限制酶BamHⅠ和MboⅠ的识别序列相同，用限制酶HindⅢ、MboⅠ和HindⅢ切割都会破坏目的基因．①表示获取目的基因的过程；②表示基因表达载体的构建过程；③表示将基因表达载体中的目的基因切开；④表示采用PCR技术体外扩增目的基因．

解答 解：（1）培育转基因奶牛时，根据基因的选择性表达原理，需要在生长激素编码序列前插入乳腺蛋白基因的启动子，使生长激素编码序列只在乳腺组织细胞中表达．
（2）因为基因中启动子的碱基序列不能被转录，所以由基因表达产物无法推知启动子碱基序列．
（3）含有目的基因的外源DNA分子上含有限制酶BamHⅠ、HindⅢ、MboⅠ、HindⅢ的识别序列和切割位点，但是用限制酶HindⅢ、MboⅠ和HindⅢ切割都会破坏目的基因，所以过程①应选择限制酶BamHⅠ．而限制酶BamHⅠ和MboⅠ的识别序列相同，所以过程③中要将基因表达载体中的目的基因切开，应选择位于目的基因上的另一个限制酶HindⅢ．过程④表示采用PCR技术体外扩增目的基因的过程，该过程在高温条件下进行，因此需要使用耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）．
（4）过程④中可以根据基因编码序列两端的部分碱基序列设计引物进行扩增．PCR技术的产物是DNA，因此原料是四种脱氧核苷酸．PCR过程示意图为：
．由此可见，扩增过程中，在第三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段．
（5）因为基因中相邻的3个碱基决定一个密码子，所以过程⑤中将克隆的启动子与外源基因编码序列连接时，原引物a所在的P片段的碱基对数目应是3的整数倍，目的是保证外源基因编码序列编码正确的氨基酸序列．
故答案为：
（1）乳腺蛋白基因
（2）基因中启动子的碱基序列不能被转录
（3）BamHⅠHindⅢ耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）
（4）引物      脱氧核苷酸     三
（5）保证外源基因编码序列编码正确的氨基酸序列

点评 本题结合克隆启动子的流程图，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤，能正确分析图解，并从中获取有效信息准确答题，属于考纲理解和应用层次的考查．