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

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  • 解题思路:获得目的基因的方法:①从基因文库中获取 ②利用PCR技术扩增 ③人工合成(化学合成).据图分析可知,人的生长激素基因是人工合成的,采取的方法是利用人的生长激素基因的mRNA为模板,进行反转录.

    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B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B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.

    (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

    点评:

    本题考点: 基因工程的原理及技术.

    考点点评: 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.

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