Question

mtDNA是存在于人類細胞線粒體中雙鏈閉合環狀的DNA分子，具有自我復制、轉錄和控制合成蛋白質的功能。mtDNA的類型具有明顯的種族特異性。若用兩種識別切割序列完全不同的限制酶M和N切割某人的mtDNA，通過凝膠電泳分離分析得下表。限制酶M和N的識別序列和切割位點如圖所示。

凝膠電泳結果 （1kb=1000對堿基）（+表示該片段的存在以及含量）
分子量（kb）	酶M	酶N	酶M+酶N
1.0	+		+
2.0			+
3.0			+
4.0			+
5.0	+
6.0			+
7.0		+
9.0		+
10.0	+

 

 

 

 

 

 

 

 

⑴．該mtDNA的長度為___________kb。在該DNA分子中，M酶與N酶的切割位點分別有____________個。

⑵．M酶與N酶切出的能相互粘連的末端能在______________酶的作用下相互連接，請將連接的結果表示出來：_______________________。連接后的序列是否可以用M酶、N酶進行切割，并簡述理由：_________________________________________________

⑶．有人認為mtDNA能成為研究人類起源與進化的一個有力工具，請簡述理由：_________________________________________________________________________ 。

下圖為真核細胞的某基因的結構圖以及限制酶M和N的切割位點。

⑷．現用該基因作為目的基因，若采用直接從供體細胞中分離，具體方法是：_____________。這個方法雖操作方便，但切割下的基因中含有不能指導蛋白質合成的區域。因此，目前往往采用逆轉錄的人工合成的方法，其基本步驟是：__________________________。

⑸．已知Ⅱ區的堿基數是2000個，其中陰影區域堿基數是800個，空白區域中G和C的總數共有400個，則由該區轉錄的mRNA中A和U總數是               。

 

Answer 1

【答案】

⑴．16kb；       3、2；  ⑵．DNA連接酶      

否，連接后的序列不是M酶和N酶所能識別的特定的堿基序列   ⑶．mtDNA的類型 具有明顯的種族特異性 或者 mtDNA嚴格的母系遺傳（不遵循孟德爾遺傳定律、細胞質遺傳等），對其類型的分析可以直接反映出人群或種族的母系進化史。⑷． 選用限制酶N來切割；    從表達該基因的細胞中分裂出mRNA，在逆轉錄酶的作用下，形成單鏈DNA，再經過復制形成雙鏈DNA

⑸．400

【解析】

試題分析：(1)由于ctDNA為環狀DNA，用酶M得到3個片段，則有3個切點，用酶N得到2個片段，則有2個切點。長度分別為7和9，則該mtDNA的長度為16Kb.

(2)M酶和N酶切割能得到相同的黏性末端，可以用DNA連接酶催化連接。當連接后，沒有了兩種酶的識別序列，因此兩種酶不能再切割了。

（3）mtDNA是存在于線粒體上的DNA，不遵循孟德爾遺傳定律符合母系遺傳�？裳芯糠N族的母系進化史。

(4)從供體細胞中獲得目的基因最常用的方法是一定的限制酶切割。但這樣得到的基因中含有不能指導蛋白質合成的片段。因此常用逆轉錄的人工合成。其過程是先得到相應的mRNA，再用逆轉錄酶催化得到相應的DNA.

(5) Ⅱ區的堿基數減去陰影部分得到空白區的堿基數為1200個，該區段能指導蛋白質合成，其中C和G占400個，則A和T點800個，每條鏈有400個，因此轉錄得到的RNA中有A和U為400個。

考點：本題考查 了基因工程、基因結構的知識。意在考查學生對能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結論�？疾閷W生分析圖表的能力。