Question

下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1和图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：

(1)一个图1所示的质粒分子经Sma Ⅰ切割前后，分别含有________个游离的磷酸基团。

(2)若对图中质粒进行改造，插入的Sma Ⅰ酶切位点越多，质粒的热稳定性越________。

(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用Sma Ⅰ切割，原因是_______________。

(4)与只使用EcoR Ⅰ相比较，使用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止_____________________。

(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入________________酶。

(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了________________________。

Answer

0、2 强 SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因及外源DNA中的目的基因 质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化 DNA连接 鉴别和筛选含有目的基因的细胞

【解析】试题分析：本题以图文结合的形式综合考查学生对基因工程的相关知识的识记和理解能力。解答本题需熟记并理解基因工程的基本操作程序并形成清晰的知识网络。在此基础上，从图表中提取有效信息并以图表中的“各限制酶识别序列及其切割位点”为切入点，结合问题情境进行相关问题的解答。

(1) 图1所示的质粒分子为环状，在没有经过SmaⅠ切割前，不含游离的磷酸基团；当用SmaⅠ酶切后，该质粒变成一条由两条单链组成的链状DNA分子，在每条单链的5′端会都含有一个游离的磷酸基团。综上分析：一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有  0、2个游离的磷酸基团。

(2) SmaⅠ酶切位点仅由C和G碱基对构成，而C和G碱基对之间含有3个氢键，A和T碱基对之间含有2个氢键；对于双链DNA分子而言，含有的C和G碱基对越多，其氢键数目也就越多，热稳定性也就越强。由题意可知：对该质粒进行改造是只插入SmaⅠ酶切位点，因此相对于质粒的热稳定性而言，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越强。

(3) SmaⅠ的酶切位点位于图1质粒所含有的抗生素抗性基因的内部，而在目的基因的内部也有一个SmaⅠ的酶切位点。若使用SmaⅠ酶切割质粒和目的基因，则会破坏质粒的抗生素抗性基因及外源DNA中的目的基因，进而导致无法根据抗性基因将含有目的基因的受体细胞筛选出来，也无法得到目的基因产物。所以，用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割。

(4)若用同种限制酶切割质粒和外源DNA中的目的基因，因形成的黏性末端相同，则会出现质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化的现象。而用两种不同的限制酶切割，因为两端形成的黏性末端不同，就可以防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化。

(5) 质粒与目的基因都是DNA，要想将切割后的质粒与目的基因片段连接在一起构成重组质粒，则需要使用DNA连接酶。

(6) 重组质粒中抗生素抗性基因属于遗传标记基因，其作用是为了鉴别和筛选含有目的基因的细胞。

【点睛】解答本题的关键是：①知道质粒是小型环状的DNA分子，没有游离的磷酸基团；若为链状的双链DNA分子，则每条链各有１个游离的磷酸基团；②明确双链DNA分子的热稳定性与含有的氢键数呈正相关，基因只有保持结构的完整性才能行使其功能；③熟记并理解限制酶和DNA连接酶的具体作用以及质粒作为运载体必备的条件等。围绕上述知识并抓住各限制酶在图１和图２中的位置，即可对各问题做出分析解答。