题目内容
【题目】世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿的出现，受到人们的强烈谴责。科学家在进行基因编辑的过程中需要用到限制酶，下表是几种限制酶的识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点。请回答下列有关基因工程的问题：
(1)用图1中质粒和图2的目的基因构建重组质粒，应选用____两种限制酶切割，酶切后的质粒和目的基因片段，通过____酶作用后获得重组质粒。BamHI酶切的DNA末端能与BclI酶切的DNA末端相连接，原因是________，连接部位的6个碱基对序列为_____。
(2)若图2中目的基因D是人的胰岛素基因，科研工作者先从人体胰岛B细胞中获取胰岛素mRNA，然后再通过____过程可获得人胰岛素基因。启动子是____识别和结合的部位，有了它才能驱动基因的转录。该基因利用PCR技术进行扩增，DNA合成的方向总是从子链的____延伸。PCR的每次循环分为____三步。
【答案】BclⅠ和HindⅢ DNA连接 黏性末端相同 
反转录 RNA聚合酶 5′端向3′端 变性→复性→延伸
【解析】
1、限制酶主要从原核生物中分离纯化出来，能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。形成黏性末端和平末端两种，不同限制酶切割后的黏性末端也可能相同，故基因工程中也可以用不同的限制酶切割目的基因和质粒。
2、PCR的过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。
(1)为了保证切割后的目的基因和质粒具有相同的黏性末端，常用相同的限制酶切割目的基因和质粒，由于BamHI酶在质粒上的两个标记基因内部均存在切割位点，故不能用BamHI酶切割，故目的基因左侧只能用BclⅠ酶切割，结合质粒上存在的酶切位点可知，目的基因的右侧应选用HindⅢ酶切割，故用图1中质粒和图2的目的基因构建重组质粒，应选用BclⅠ和HindⅢ两种限制酶切割，酶切后的质粒和目的基因片段，通过DNA连接酶作用后获得重组质粒。根据表格中各种限制酶识别的序列和切割位点可知，BamHI酶切的DNA与BclI酶切的DNA具有相同的黏性末端，故BamHI酶切的DNA末端能与BclI酶切的DNA末端通过碱基互补配对相连接。连接部位的6个碱基对序列为
。
(2)从人体胰岛B细胞中获取胰岛素mRNA，需要通过逆转录过程获得人胰岛素基因。启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，它能驱动基因转录出mRNA。根据DNA分子结构的特点，为明确表示DNA的方向，通常将DNA的羟基末端称为3’端，磷酸基因的末端称为5′端，当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的3′端开始延伸DNA链，因此DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸。PCR的每次循环可以分为三步：变性、复性和延伸。
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