Question

回答下列有關(guān)基因工程的問題．
如圖四種質(zhì)粒含有E1和E2兩種限制酶的識(shí)別，Ap^r表示抗青霉素的抗性基因，Tc^r表示抗四環(huán)素的抗性基因．

（1）將兩端用E1切開的Tc^r基因與用E1切開的質(zhì)粒X-1混合連接，連接后獲得的質(zhì)粒類型有

 

．（可多選）
A．X-1       B．X-2       C．X-3       D．X-4
（2）若將上圖所示X-1、X-2、X-3、X-4四種質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌，然后分別涂布在含有青霉素或四環(huán)素的兩種培養(yǎng)基上．在這兩種培養(yǎng)上均不能生長的大腸桿菌細(xì)胞類型有

 

、

 

．
（3）如果X-1用E1酶切，產(chǎn)生850對堿基和3550對堿基兩種片段：那么質(zhì)粒X-2（Tc^r基因的長度為1200對堿基）用E2酶切后的片段長度為

 

對堿基．
（4）若將外源的Tc^r基因兩端用E2切開，再與用E2切開的X-1混合連接，并導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞，結(jié)果顯示，含X-4的細(xì)胞數(shù)與含X-1的細(xì)胞數(shù)之比為13，增大DNA連接酶用量能否提高上述比值？

 

．原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù)

專題：

分析：據(jù)圖分析，每種限制酶能特異性識(shí)別專一DNA序列，并在切割位點(diǎn)將其準(zhǔn)確切割．用E1切開的Tc^r基因與用E1切開的質(zhì)粒X-1混合連接，三個(gè)片段之間的連接是隨機(jī)的，連接后形成的質(zhì)粒類型包括題中的A、B、C三項(xiàng)．
X-1即質(zhì)粒中含有Ap^r基因，能在含有青霉素的培養(yǎng)基上生長，X-2中含有Tc^r基因，能在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長，X-4中含有Ap^r基因和Tc^r基因，能在含有青霉素或者四環(huán)素的培養(yǎng)基中生長，而X-3中沒有這兩種抗性基因，故沒有導(dǎo)入質(zhì)粒的大腸桿菌細(xì)胞和導(dǎo)入X-3的大腸桿菌細(xì)胞在這兩種培養(yǎng)基上均不能生長．
由圖可知，X-2為X-1剪切Apr基因后再連接Tc^r基因形成的，故其長度為3350+1200=4750對堿基．

解答： 解：（1）因目的基因和質(zhì)粒都是用E1切開且質(zhì)粒上有兩個(gè)E1酶切位點(diǎn)，故Ap^r基因和Tc^r基因的黏性末端相同，既可能出現(xiàn)Ap^r基因和X-1連接的產(chǎn)物（X-1），也可能出現(xiàn)Tc^r基因和X-1連接的產(chǎn)物（X-2），還可能出現(xiàn)X-1兩端連接形成的產(chǎn)物（X-3）．
（2）X-1含有Ap^r基因，該基因表達(dá)后對青霉素有抗性，X-2含有Tc^r基因，該基因表達(dá)后對四環(huán)素有抗性，X-3不含抗性基因，X-4同時(shí)含有Ap^r和Tc^r基因，Ap^r和Tc^r基因表達(dá)后，對青霉素、四環(huán)素都有抗性．故而在含有青霉素或四環(huán)素的兩種培養(yǎng)基上不能生長的大腸桿菌中不含X-1、X-2、X-4，即無質(zhì)粒細(xì)胞和含X-3的細(xì)胞．
（3）用E1酶切X-1，產(chǎn)生850對堿基的Ap^r基因大部分堿基片段和3550對堿基含有E2酶切位點(diǎn)的片段．與Tc^r基因形成含有4750個(gè)堿基對的X-2質(zhì)粒．用E2酶切割質(zhì)粒，由環(huán)狀變?yōu)殒湢�，堿基對數(shù)不變．
（4）含X-4的細(xì)胞數(shù)與含X-1的細(xì)胞數(shù)的比值與形成這兩種質(zhì)粒的數(shù)量有關(guān)．這兩種質(zhì)粒的形成是通過末端隨機(jī)結(jié)合形成堿基對，再由DNA連接酶連接缺口，而DNA連接酶對該DNA片段無選擇作用，故增加DNA連接酶的用量，不改變題中的比值．
故答案為：
（1）ABC
（2）無質(zhì)粒細(xì)胞   含X-3的細(xì)胞
（3）4750
（4）不能   DNA連接酶對DNA片段沒有選擇性或者DNA末端相同

點(diǎn)評：本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生的識(shí)圖和理解能力，比較抽象，需要耐心分析．