Question

10．科学家从预期人的生长激素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了双链DNA片段，获得双链DNA．科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的质粒进行重组，并使其成功地在大肠杆菌中表达．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-．据图回答：

（1）为了精确地获取图中的重组质粒，应用限制酶Ⅰ切割质粒，用限制酶Ⅱ切割目的基因．
（2）将基因表达载体导入大肠杆菌B之前，要将大肠杆菌B放入一定浓度的CaCl₂溶液中处理，使之成为感受态的大肠杆菌．
（3）人的基因之所以能与大肠杆菌的质粒进行重组拼接是因为它们的化学本质都是双链DNA．人的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为生物共用一套遗传密码．
（4）将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上能够生长，说明该菌已导入了质粒或重组质粒，反之则没有导入．
（5）上述方法制备人的生长激素，运用的现代生物技术是蛋白质工程．

Answer 1

分析 据图分析，①是以mRNA为模板合成DNA的过程，通过逆转录获取目的基因的过程，②是构建基因表达载体的过程，此过程需要限制酶和DNA连接酶．③是将目的基因导入受体细胞的过程，受体细胞是微生物，常用一定浓度的钙离子溶液作用于微生物，使其处于感受态．所有的生物共用一套密码子，是目的基因在受体细胞内成功表达的基础．标记基因可以检测重组质粒是否导入受体细胞中．

解答 解：（1）在构建基因表达载体时，需用限制酶对目的基因和质粒进行切割以形成相同的黏性末端．质粒如果用限制酶Ⅱ来切割的话，将会在质粒在出现两个切口且抗生素抗性基因全被破坏，故质粒只能用限制酶Ⅰ切割（破坏四环素抗性而保留氨苄青霉素抗性，即将来形成的重组质粒能在含氨苄青霉素的培养基中生存，而在含四环素的培养基中不能生存）；目的基因两端都出现黏性末端时才能和质粒发生重组，故目的基因只有用限制酶Ⅱ切割时，才会在两端都出现黏性末端．
（2）将基因表达载体导入细菌B之前，要将细菌B放入一定浓度的CaCl₂溶液中处理，使之成为感受态的细菌．
（3）人的基因之所以能与大肠杆菌的质粒进行重组拼接是因为它们的化学本质都是双链DNA．人的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为所有生物共用一套遗传密码．
（4）因本题上有2个标记基因，但抗四环素基因被插入的基因破坏掉，因此剩下的是抗氨苄青霉素抗性基因，如果在含氨苄青霉素的培养基上能生长，说明已经导入了重组质粒或普通质粒A，因为普通质粒和重组质粒都含有抗氨苄青霉素的基因．
（5）根据题意可知，科学家从预期人的生长激素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了双链DNA片段，该过程中运用了蛋白质工程技术．
故答案为：
（1）限制酶Ⅰ限制酶Ⅱ
（2）CaCl₂
（3）它们的化学本质都是双链DNA     生物共用一套遗传密码 
（4）质粒或重组质粒
（5）蛋白质工程

点评 本题结合转基因大肠杆菌的培育过程图，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的工具及作用；识记基因工程的操作步骤及各步骤采用的方法和注意事项，能结合图中信息答题．