專題九作業(yè)（三）限制酶的選取與基因表達(dá)載體的構(gòu)建一、選擇題1．如圖為某質(zhì)粒限制酶酶切圖譜。某基因不含圖中限制酶識別序列，為使PCR擴(kuò)增的該基因與該質(zhì)粒構(gòu)建重組質(zhì)粒，則擴(kuò)增的該基因兩端需分別引入哪兩種限制酶的識別序列()A．NdeⅠ和BamHⅠ B．NdeⅠ和XbaⅠC．XbaⅠ和BamHⅠ D．EcoRⅠ和KpnⅠ解析：選A構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，要將目的基因插入到啟動(dòng)子和終止子之間，而且不能破壞啟動(dòng)子、終止子、復(fù)制原點(diǎn)、抗生素抗性基因等部位。故只能選用NdeⅠ和BamHⅠ切割質(zhì)粒，因此在PCR擴(kuò)增的該基因的兩端需分別引入NdeⅠ和BamHⅠ兩種限制酶的識別序列。2．(2023·重慶模擬)科學(xué)家在昆蟲體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了可催化分解有機(jī)磷農(nóng)藥的酯酶，科學(xué)家將編碼該酯酶的基因?qū)氪竽c桿菌獲得工程菌，生產(chǎn)酯酶用于改善有機(jī)磷農(nóng)藥造成的環(huán)境污染，該過程中所用載體如圖所示，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．把目的基因和載體連接時(shí)，可考慮選用載體的Pvit2、KpnⅠ、EcoRⅠ作為目的基因插入位點(diǎn)B．與圖中載體的復(fù)制原點(diǎn)、啟動(dòng)子相結(jié)合的酶催化形成的化學(xué)鍵名稱相同，但是反應(yīng)物不同C．科學(xué)家篩選目的菌時(shí)，在含有氨芐青霉素的固體培養(yǎng)基上長出的菌落，不全是能產(chǎn)生酯酶的目的菌D．如果該基因整合到某植物的線粒體DNA中，可通過花粉傳播開來，從而引起大面積的基因污染解析：選D把目的基因和載體連接時(shí)，目的基因要插入啟動(dòng)子、終止子之間才能正常地表達(dá)，可選用載體的Pvit2、KpnⅠ、EcoRⅠ作為目的基因插入位點(diǎn)，A正確。與圖中載體的復(fù)制原點(diǎn)相結(jié)合的是DNA聚合酶，催化形成的化學(xué)鍵名稱是磷酸二酯鍵，反應(yīng)物是脫氧核苷酸；與啟動(dòng)子相結(jié)合的是RNA聚合酶，催化形成的化學(xué)鍵名稱也是磷酸二酯鍵，但是反應(yīng)物是核糖核苷酸，B正確。在含有氨芐青霉素的固體培養(yǎng)基上長出的菌落，也可能含有未連接目的基因的質(zhì)粒，不全是能產(chǎn)生酯酶的目的菌，C正確；線粒體及其DNA存在于細(xì)胞質(zhì)中，而受精卵的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來源于卵細(xì)胞，故線粒體內(nèi)的DNA不會(huì)隨花粉(精子)傳播開來，而引起大面積的基因污染，D錯(cuò)誤。3．(2023·濟(jì)南一模)基因定點(diǎn)突變的目的是通過定向地改變基因內(nèi)一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)堿基來改變多肽鏈上一個(gè)或幾個(gè)氨基酸。該技術(shù)是蛋白質(zhì)工程中的重要技術(shù)。下圖為利用PCR技術(shù)進(jìn)行定點(diǎn)突變的流程，相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．由于基因決定蛋白質(zhì)，因此要對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，最終還必須通過改造或合成基因來完成B．酶A應(yīng)為耐高溫的DNA聚合酶，從4種引物中應(yīng)該選擇引物1和4進(jìn)行PCRC．可以將引物1、引物2、引物3和引物4置于同一個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)中同時(shí)進(jìn)行第一個(gè)階段的反應(yīng)，進(jìn)而縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間D．利用圖示流程技術(shù)可以將兩個(gè)不同的基因拼接到一起解析：選C基因控制蛋白質(zhì)的合成，因此要對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，最終還必須通過改造或合成基因來完成，A正確；酶A要在高溫條件下延伸DNA，所以酶A應(yīng)為耐高溫的DNA聚合酶，由圖可知，要得到兩條鏈一樣長的DNA單鏈，應(yīng)選擇引物1和引物4，B正確；由圖可知，引物2和引物3存在互補(bǔ)配對片段，置于同一個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)時(shí)它們會(huì)發(fā)生結(jié)合而失去作用，C錯(cuò)誤；圖示的過程為重疊延伸PCR技術(shù)，利用重疊互補(bǔ)引物可將兩個(gè)不同的基因拼接到一起，D正確。二、非選擇題4．許多大腸桿菌的質(zhì)粒上含有l(wèi)acZ基因，其編碼的產(chǎn)物β-半乳糖苷酶在X-gal和IPTG存在下，可以產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，使菌落呈現(xiàn)藍(lán)色，否則菌落呈現(xiàn)白色?；蚬こ讨谐＠迷撛韽氖荏w細(xì)胞中篩選出導(dǎo)入重組質(zhì)粒的細(xì)胞，過程如圖所示。請據(jù)圖回答：(1)基因工程中，基因表達(dá)載體的組成主要包括復(fù)制原點(diǎn)、啟動(dòng)子、終止子、__________、__________。(2)限制酶EcoRⅠ的識別序列和切割位點(diǎn)是—G↓AATTC—，SmaⅠ的識別序列和切割位點(diǎn)是—CCC↓GGG—，圖中目的基因被切割下來和質(zhì)粒連接之前，需在目的基因的右側(cè)連接相應(yīng)的末端，連接的末端序列是______________，連接過程中需要的基本工具是______________。(3)轉(zhuǎn)化過程中，大腸桿菌應(yīng)先用Ca2＋處理，使其處于能吸收周圍環(huán)境中______________的狀態(tài)。(4)菌落顏色為白色的是________________，原因是______________________________。(5)檢測菌落③中的目的基因是否表達(dá)，可采用的方法是______________。解析：(1)基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等，標(biāo)記基因便于目的基因的鑒定和篩選。(2)根據(jù)限制酶EcoRⅠ和SmaⅠ的識別序列、切割位點(diǎn)和圖解判斷，圖中目的基因被切割下來后在與質(zhì)粒連接之前，需在目的基因的右側(cè)連接相應(yīng)的末端，連接的末端序列是—TTAA，連接DNA片段過程中需要的基本工具是DNA連接酶。(3)轉(zhuǎn)化過程中，大腸桿菌應(yīng)先用Ca2＋處理，使其處于能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的狀態(tài)。(4)由于lacZ標(biāo)記基因區(qū)插入外源基因后被破壞，不能表達(dá)出β-半乳糖苷酶，故菌落③為白色。(5)可采用抗原—抗體雜