Question

1．请分析回答下列关于基因工程的问题：
某种大肠杆菌的质粒中含有β-半乳糖苷酶α片段序列（图2），大肠杆菌的DNA分子中则含有β-半乳糖酶ω片段序列（图1），由于天然大肠杆菌同时具备这两种片段序列，可以使培养基中含有X-gal底物转变成蓝色产物，当缺少任意一个α或ω片段序列，X-gal底物不能转变成蓝色产物．HindⅢ、EcoRI、BamHI分别为三种限制性内切酶，下图3中箭头所指为三种限制酶的切点．

（1）要能筛选出转基因菌种，应选用的限制性内切酶是EcoRI，选择的依据是切断α片段序列，为重组DNA分子的筛选提供标记
（2）控制F8的基因也可以通过人体细胞相应的mRNA来合成，该合成的过程称为逆（反）转录．如果F8基因表示人生长激素基因，则相应的mRNA可以从人体垂体细胞（下丘脑细胞/垂体细胞/下丘脑和垂体细胞/所有体细胞）中获取．
（3）重组质粒形成与否需要鉴定和筛选，方法是将重组质粒的DNA分子导入大肠杆菌，通过含抗生素的培养基进行培养，观察大肠杆菌的生长、繁殖情况进行判断，如甲图．

在筛选时应该先用选择培养基AA（A/B）．
（4）将经转基因技术处理过的质粒导入大肠杆菌后，再将大肠杆菌接种到含有X-gal底物的培养基培养一段时间后，培养基中出现较多的蓝色菌落，这是因为同一种限制酶作用的目的基因、质粒具有相同的粘性末端，因此会出现质粒的自身环化的空载现象，空载质粒含有完整的α、ω片段序列，能利用培养基中的X-gal底物产生蓝色产物．
（5）控制F8的基因能在大肠杆菌细胞内得到表达，其遗传学基础是各种生物共用一套遗传密码子．
（6）如果控制F8的基因长度为3000碱基对（bp），用限制性核酸内切酶酶切后进行凝胶电泳，使降解产物分开．用酶A单独酶切，结果如下图l．用酶B单独酶切，结果如图乙2．用酶A和酶B同时酶切，结果如图乙3．请画出该基因同时用酶A和酶B酶切时的作用位点示意图（并标注好酶切后碱基片断的长度）：．

Answer 1

分析 分析题图：当大肠杆菌缺少任意一个α或ω片段序列，X-gal底物不能转变成蓝色产物，所以要破坏质粒中的α片段序列（含两个酶切位点：HindⅢ、EcoRI），利用X-gal底物来检测目的基因是否转入大肠杆菌．质粒和外源DNA分子都含有HindⅢ、EcoRI、BamHI三种限制性内切酶的切割位点，但HindⅢ位于目的基因上，所以不能用该酶切割获取目的基因．所以应选用的限制性内切酶 EcoRI切割外源DNA和质粒．

解答 解：（1）当大肠杆菌缺少任意一个α或ω片段序列，X-gal底物不能转变成蓝色产物，所以要破坏质粒中的α片段序列（含两个酶切位点：HindⅢ、EcoRI），利用X-gal底物来检测目的基因是否转入大肠杆菌．质粒和外源DNA分子都含有HindⅢ、EcoRI、BamHI三种限制性内切酶的切割位点，但HindⅢ位于目的基因上，所以不能用该酶切割获取目的基因．所以应选用的限制性内切酶EcoRI切割外源DNA和质粒．
（2）通过mRNA来合成基因的过程称为逆转录；由于基因的选择性表达，垂体细胞能合成生长激素，故相应的mRNA可以从人体垂体细胞获取．
（3）由于质粒中含有青霉素抗性基因作为标记基因，故应放入A含有青霉素的培养基中进行培养．
（4）由于用同一种限制酶作用的目的基因、质粒具有相同的黏性末端，因此会出现质粒的自我环化的空载现象，空载质粒含有完整的α、ω片段序列，能利用培养基中的X-gal底物产生蓝色产物．
（5）控制F8的基因能在大肠杆菌细胞内得到表达，其遗传学基础是 各种生物共用一套遗传密码子．
（6）如果控制F8的基因长度为3000碱基对（bp），用酶A单独酶切，结果如下图l．则说明切点在1000碱基对和2000碱基对之间；用酶B单独酶切，结果如图乙2．则说明酶切位点位于在1000碱基对和2000碱基对之间及1000中的400和600之间，用酶A和酶B同时酶切，结果如图乙3，则说明酶切位点如图．
．
故答案为：
（1）EcoRI    切断α片段序列，为重组DNA分子的筛选提供标记
（2）逆（反）转录     垂体细胞
（3）A
（4）同一种限制酶作用的目的基因、质粒具有相同的粘性末端，因此会出现质粒的自身环化的空载现象，空载质粒含有完整的α、ω片段序列，能利用培养基中的X-gal底物产生蓝色产物
（5）各种生物共用一套遗传密码子
（6）

点评 本题以正常凝血因子F8为素材，考查基因工程的相关知识，意在考查考生分析题图提取有效信息的能力；识记能力和能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，解决生物学问题的能力．