Question

（10分）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。現用兩種限制性核酸內切酶M和N切割某人的mtDNA（限制酶M和N的識別序列和切割位點如圖1所示），然后通過凝膠電泳分離DNA片段（通電狀態下，不同分子量的DNA片段在瓊脂中的移動距離不同從而被分離），分析后得到下表。

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

（1）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。

（2）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，請簡述理由：________________________________________。

（3）圖2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�，F用酶切法直接從供體細胞中切割圖2中的基因從而獲得目的基因，可選用酶______來切割。這個方法雖然操作方便，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：__________________。

圖2

（4）已知圖2中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】

 

（1）16kb；       3、2

（2）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

（3）N； 從表達該基因的細胞中分離出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

（4）400

【解析】

試題分析：（1）由酶M切割得到三個片段，三個片段的長度相加即為該DNA的長度：1.0+5.0+10.0=16kb。由切割得到的片段可知酶M在該DNA分子上有3個酶切位點，酶N在該DNA分子上有2個酶切位點。

（2）酶M和酶N切割后產生的黏性末端相同，，可在DNA連接酶的作用下相互連接。兩者切割后連接起來的片段如下：

——AGATCC——

——TCTAGG——

由圖示可知該序列不是M酶和N酶所能識別的特定的堿基序列。

（3）基因是具有遺傳效應的DNA片段，可指導蛋白質合成，所以依據圖示可知：獲得目的基因需用酶N切割，酶M會破壞目的基因的結構。目前往往采用逆轉錄的人工合成的方法，其基本步驟是從表達該基因的細胞中分離出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。

（4）能指導蛋白質合成的序列的堿基總數=2000-800=1200個，轉錄圖如下：

依據圖示分析可知信使RNA中A+U的數量=DNA分子在1/2*(A+T)的數量。DNA分子中G+C=400個，所以A+T=1200-400=800個，則信使RNA中A+U的數量=1/2*800=400。

考點：本題考查基因工程和遺傳信息表達的相關知識，意在考查運用所學知識與觀點并結合題示信息，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。