题目内容

13．科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达．但在进行基因工程的操作过程中，需使用特定的限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选．已知限制性核酸内切酶I的识别序列和切点是-G↓GATCC-，限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-，据图回答：

（1）过程①所需要的酶是逆转录酶．
（2）在过程③一般将受体大肠杆菌用CaCl2处理，以增大细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞．
（3）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得到如图a的结果（黑点表示菌落），能够生长的细菌中已导入了普通质粒或重组质粒，反之则没有导入；再将灭菌绒布按到培养基a上，使绒布表面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得到如图b的结果（空圈表示与a对照无菌落的位置）．与图b空圈相对应的图a中的菌落表现型是抗氨苄青霉素和四环素抗性，这些细菌中导入了重组质粒．
（4）人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为共用一套密码子．写出目的基因导入细菌中表达的过程．
（5）如图3所示“DNA的粗提取和物理性状观察”实验装置：在图3A所示的实验步骤中加蒸馏水的目的是使血细胞破裂，图3中C所示实验步骤中加蒸馏水的目的是使DNA析出．

分析 根据题意和图示分析可知：图示表示利用基因工程培育抗虫棉过程，其中①表示通过人工合成法获取目的基因；②表示基因表达载体的构建过程，该过程需要限制酶和DNA连接酶；③表示将目的基因导入受体细胞．
目的基因能插入宿主DNA，与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是它们的成分和结构相同，都是由四种脱氧核苷酸组成的双螺旋结构．所有的生物都共用一套密码子，所以人体的生长激素基因能在细菌体内的核糖体上成功表达．
将得到的大肠杆菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，因质粒上有抗氨苄青霉素基因，且重组质粒上的抗氨苄青霉素基因，也没有被破坏，所以如果大肠杆菌能够生长，说明已导入了含抗氨苄青霉素基因的普通质粒或重组质粒，反之则没有导入．

解答 解：（1）过程①是以mRNA为模板形成基因的过程，属于反转录，此过程需要逆转录酶的参与．
（2）在目的基因导入微生物细胞时，一般用CaCl2处理，以增大细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞．
（3）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．与图2中b空圈相对应的图2的a中的菌落表现型是抗氨苄青霉素但不抗四环素，说明这些细菌中导入了重组质粒．
（4）所有的生物都共用一套密码子，所以人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达．目的基因导入大肠杆菌中后表达的过程包括转录和翻译，即．
（5）如图3所示“DNA的粗提取和物理性状观察”实验装置：在图3A所示的实验步骤中加蒸馏水的目的是使血细胞破裂，图3中C所示实验步骤中加蒸馏水的目的是使DNA析出．
故答案为：
（1）逆转录酶
（2）CaCl2　细胞壁
（3）普通质粒或重组质粒　抗氨苄青霉素和四环素抗性　重组质粒
（4）共用一套密码子　
（5）使血细胞破裂        使DNA析出

点评 本题结合转基因棉花培育过程图，考查基因工程、植物组织培养等知识，要求考生识记基因工程的工程及操作步骤，能根据限制酶识别序列选择合适的限制酶，并能准确判断图中各过程的名称，再结合所学的知识准确答题．

练习册系列答案
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