(8分)我国基因工程药物的研制和生产发展迅猛,下图是利用基因工程方法生产人生长激素的示意图。pBR322质粒为基因工程中经常选用的载体,Ampr表示青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因,该质粒上有限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ的识别和切割位点,如图(已知普通大肠杆菌中不含有pBR322质粒上任何基因;限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端均不相同)。回答问题:

(1)过程②为       ,质粒上的抗性基因作用是       

(2)为防止④过程中出现多种重组质粒,一般用两种限制酶分别对目的基因和质粒进行剪切,从而把目的基因和质粒各自剪切出       (不同/相同)的黏性末端。基因表达载体中目的基因除包含以上所描述的结构外,还必须含有       

(3)如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ中的任意两种,同时对多个质粒pBR322进行切割,则形成的DNA片段共     种;为提高⑤过程成功率,常用      溶液处理大肠杆菌。

(4)现在用限制酶PstI切割目的基因和质粒pBR322,完成过程④、⑤后,将三角瓶内的大肠杆菌先接种到甲培养基上,形成菌落后用无菌牙签挑取甲上的单个菌落,分别接种到乙和丙两个培养基的相同位置,一段时间后,菌落的生长状况如上图所示。甲培养基上能生长的大肠杆菌中含有      基因,与丙相比,乙培养基中少了两个菌落,说明丙培养基中这两个菌落中的大肠杆菌      

 

【答案】

(1)(逆)反转录   检测目的基因是否导入受体细胞 (2)不同  启动子和终止子  (3)6种  CaCl2(4)四环素抗性基因   成功导入了重组质粒(含有Tetr四环素抗性基因,而Ampr青霉素抗性基因被破坏)

【解答】

(1)(逆)反转录   检测目的基因是否导入受体细胞 (2)不同  启动子和终止子  (3)6种  CaCl2(4)四环素抗性基因   成功导入了重组质粒(含有Tetr四环素抗性基因,而Ampr青霉素抗性基因被破坏)

【解析】

试题分析:

(1)过程②为逆转录,需要逆转录酶;质粒上的抗性基因作为基因工程的标记基因,作用是检测目的基因是否导入受体细胞。

(2)用两种限制酶分别对目的基因和质粒进行剪切,可以将目的基因和质粒各自剪切出不同的黏性末端。基因表达载体一般由启动子、目的基因、标记基因和终止子组成,所以除了上所描述的结构外,还必须含有启动子和终止子。

(3)PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ3种酶分别用1、2、3表示,其中任意两种酶酶切时,可得到1-2、2-1,2-3、3-2,1-3、3-1六种片段。⑤过程为转化,需要CaCl2处理大肠杆菌,使之处于易于吸收周围环境中DNA的感受态。

(4)目的基因插入质粒后,破坏了氨苄青霉素抗性基因,但没有破环四环素抗性基因,因此含有重组质粒的大肠杆菌能在含有四环素的培养基上生长,但不能在含有氨苄青霉素的培养基上生长。甲、丙培养基中含有四环素,因此能在甲和丙中生长的大肠杆菌含有四环素抗性基因,包括导入普通质粒和重组质粒的大肠杆菌;乙培养基中含有四环素和青霉素,因此能在乙中生长的是导入普通质粒的大肠杆菌。与丙相比,乙培养基中少了两个菌落,说明丙培养基中这两个菌落中的大肠杆菌成功导入了重组质粒。

考点:本题考查基因工程的相关知识点,意在考查考生的识图能力和能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力;能运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确的结论。