Question

【題目】如圖所示為三種質粒和一個含目的基因的DNA片段示意圖。圖中Ap為氨芐青霉素抗性基因，Tc為四環素抗性基因，lacZ為藍色顯色基因(能使含該基因的大腸桿菌菌落呈藍色)。圖中EcoRⅠ、PvuⅠ為兩種限制酶，括號內的數字表示限制酶切割位點與復制原點的距離。請據圖分析并回答問題：

（1）若需獲得圖中目的基因，可選用________限制酶。

（2）片段D是目的基因中的某一片段，下列敘述錯誤的有________(填字母)。

a．該圖中含有兩個密碼子

b．圖中③和④代表兩個不同的脫氧核苷酸

c．若只用該片段中的3個堿基對，可以排列出43種片段

d． DNA聚合酶和DNA連接酶都可作用于②處，解旋酶作用中①處

（3）圖中最適合作為目的基因運載體的質粒是B，而A、C兩種質粒不能作為運載體的理由分別是________。

（4）用目的基因和質粒B構建重組質粒后用EcoRⅠ完全酶切并進行電泳觀察，可出現長度為1．1 kb和________kb，或者________kb和________kb的片段。(重組質粒上目的基因的插入位點與EcoRⅠ的識別位點之間的堿基對忽略不計)

（5）將分別用限制酶PvuⅠ切開的質粒B溶液與目的基因溶液混合，加入DNA連接酶連接后，并進行導入大腸桿菌受體細胞的操作之后，從菌落的顏色和對抗生素抗性的角度分析，受體細胞的類型有________種。若菌落表現為具有氨芐青霉素抗性、不呈藍色，說明導入對應受體細胞的DNA為_______________________。

Answer 1

【答案】PvuⅠ abc A缺少標記基因；質粒C在用和目的基因相同的限制酶切割時，復制原點會被限制酶切割，會影響重組質粒的自主復制 5．6 3．1 3．6 3 重組質粒(或質粒B—目的基因連接)或質粒B—質粒B反向連接

【解析】

DNA分子雙螺旋結構的主要特點：

DNA分子是由兩條鏈組成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構。

DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架；堿基排列在內側。

兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且堿基配對有一定的規律：A(腺嘌呤)一定與T(胸腺嘧啶)配對；G(鳥嘌呤)一定與C(胞嘧啶)配對。堿基之間的這種一一對應的關系，叫做堿基互補配對原則。

作為運載體的質粒需要具備的特征

能夠在宿主細胞中復制并穩定保存；具有多個限制酶切點；具有某些標記基因便于進行篩選。

所以，質粒在基因工程中經常被用作運載體，作為運載體的質粒都是經過人工改造的。

（1）圖中目的基因的兩端有PvuⅠ限制酶的切割位點，故若要獲得圖中目的基因，可選用PvuⅠ限制酶來進行切割。

（2）片段D是目的基因中的某一片段，下列敘述錯誤的有:

a．基因是有遺傳效應的DNA片段，密碼子在mRNA上，故該圖中沒有密碼子，a錯誤；

b．圖中③是一種脫氧核苷酸，而④不代表兩脫氧核苷酸，b錯誤；

c．若只用該片段中的3個堿基對，可以排列出33種片段,c錯誤；

d．DNA聚合酶和DNA連接酶都可作用于磷酸二酯鍵，即②處，解旋酶作用中氫鍵，即①處，d正確。故選abc。

（3）作為運載體的質粒必須具有標記基因，而且需要有多個限制酶切點，復制原點也是構建基因表達載體必須具備的，而質粒A中缺少標記基因；質粒C在用和目的基因相同的限制酶切割時，復制原點會被限制酶切割，會影響重組質粒的自主復制，故圖中最適合作為目的基因運載體的質粒是B。

（4）析圖可知，目的基因上存在著EcoRI酶的切割位點，構建重組質粒時使用PvuI，重組質粒長度為2.7+4=6.7kb，目的基因可正向或反向連接到質粒上。使用EcoRI切割之后進行電泳檢測。若電泳圖譜中出現長度為1.1kb(0.8-0.7+1.0)和5.6kb[2.7-（0.8-0.7+（4.0-1.0）]或者3.1kb[(0.8-0.7)+3.0]和.3.6kb[2.7-(0.8-0.7)+1.0]的片段，故用目的基因和質粒B構建重組質粒后用EcoRⅠ完全酶切并進行電泳觀察，可出現長度為1．1 kb和5.6kb，或者3.1kb和3.6kb的片段。

（5）將分別用限制酶PvuⅠ切開的質粒B溶液與目的基因溶液混合，加入DNA連接酶連接后，由于用相同的限制酶切割質粒和目的基因，故兩者產生相同的黏性末端，在連接酶的作用下會出現兩兩連接的三種環狀，即重組質粒、目的基因—目的基因連接或質粒B—質粒B反向連接三種類型，導入大腸桿菌受體細胞之后，獲得3種類型的受體細胞，從菌落的顏色和對抗生素抗性的角度分析，若菌落表現為具有氨芐青霉素抗性、不呈藍色，說明導入的DNA中含有抗氨芐青霉素的基因，同時不含有lacZ基因，可推知導入對應受體細胞的DNA為重組質粒(或質粒B—目的基因連接)或質粒B—質粒B反向連接。