Question

【題目】科學家將人的生長激素基因與大腸桿菌的DNA分子進行重組，并成功地在大腸桿菌中得以表達。但在進行基因工程的操作過程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質粒，便于重組和篩選。已知限制酶Ⅰ的識別序列和切點是一G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的識別序列和切點是—↓GATC—，請據圖回答：

（1）過程①所需要的酶是___________。—般采用PCR技術擴增目的基因，前提要有一段已知目的基因的核苷酸序列，原因是___________。

（2）在構建基因表達載體的過程中，用______________切割質粒，獲取目的基因時只能用一種限制酶，應用___________切割目的基因所在的外源DNA。用限制酶切割目的基因和載體后形成的黏性末端在DNA連接酶的催化作用中通過___________原則進行連接。人的基因之所以能與大腸桿菌的DNA分子進行重組，原因是______________________。

（3）在過程③中一般將受體大腸桿菌用CaCl2溶液（Ca2+）進行處理，使其處于一種能吸收周圍環境中DNA分子的生理狀態，這種細胞稱為______________________。

Answer 1

【答案】 逆轉錄酶 根據這一序列合成引物 限制酶Ⅰ 限制酶Ⅱ 堿基互補配對 人的基因與大腸桿菌DNA分子的雙螺旋結構相同 感受態細胞

【解析】【試題分析】

本題結合圖解考查基因工程的工具和基本操作程序的相關知識，考生可根據從題干和題圖中獲取的有效信息，結合題意梳理相關知識，例如由圖可知①是逆轉錄，形成重組質粒需要限制酶和DNA連接酶，微生物中導入目的基因采用感受態細胞法等。最后對各小題進行分析綜合。

（1）據圖可知，題圖中是通過逆轉錄法來獲取目的基因的，所以過程①所需要的酶應是逆轉錄酶；利用PCR技術擴增目的基因的前提，是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據這一序列合成引物。

（2）結合圖示可知，在構建基因表達載體過程中，質粒上的四環素抗性基因被破壞，說明是用識別序列和切點是—G↓GATCC—的限制酶Ⅰ來切割質粒的；根據限制酶Ⅰ的識別序列和切點為“—G↓GATCC—”、限制酶Ⅱ的識別序列和切點為“—↓GATC—”，可知限制酶Ⅱ也能識別并切割限制酶Ⅰ的識別序列，所以應切割目的基因所在的外源DNA。用限制酶切割目的基因和載體后形成的黏性末端在DNA連接酶的催化作用中通過堿基互補配對原則進行連接。人的基因與大腸桿菌DNA分子的雙螺旋結構相同，所以人的基因能與大腸桿菌的DNA分子進行重組。

（3）圖中過程③表示將目的基因導入大腸桿菌，該過程中一般將受體大腸桿菌用CaCl2溶液（Ca2+）進行處理，使其處于一種能吸收周圍環境中DNA分子的生理狀態，這種細胞稱為感受態細胞。