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【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】
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更新时间:2024-04-20 09:37:31
问题描述:

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)图1过程①所需要的酶是______.

(2)在构建基因表达载体过程中,应用限制性核酸内切酶______切割目的基因,用限制性核酸内切酶______切割质粒.用限制酶切割目的基因和运载体后形成的黏性末端通过______原则进行连接.人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组,原因是______.

(3)在过程③一般将受体大肠杆菌用______处理,以增大______的通透性,使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞.

(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得到如图2中a的结果(黑点表示菌落),能够生长的细菌中已导入了______,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2中b的结果(空圈表示与a对照无菌落的位置).与图2中b空圈相对应的图2的a中的菌落表现型是______,这些细菌中导入了______.

(5)人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为______.

刘隆和回答:
  (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.黏性末端其实是被限制酶切开的DNA两条单链的切口,这个切口上带有几个伸出的核苷酸,它们之间正好通过碱基互补配对进行连接.来源不同的DNA之所以能发生重新组合,主要原因是两者的结构基础相同,都是双螺旋结构,基本组成单位都是脱氧核苷酸等.   (3)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.   (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.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.   (5)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.   故答案为:   (1)逆转录酶   (2)ⅡⅠ碱基互补配对 人的基因与大肠杆菌DNA都是由两条脱氧核苷酸链组成的规则双螺旋结构   (3)CaCl2细胞壁   (4)普通质粒或重组质粒 抗氨苄青霉素但不抗四环素 重组质粒   (5)不同生物共用一套密码子
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