Question

【題目】天然大腸桿菌質(zhì)粒一般含有l(wèi)acZ基因而不含氨芐青霉素抗性基因；人工合成的大腸桿菌puc118質(zhì)粒中含有l(wèi)acZ基因外，還含有含氨芐青霉素抗性基因。若lacZ基因完整，便可表達(dá)出α-半乳糖苷酶，α-半乳糖苷酶能將培養(yǎng)基中含有的IPTG和X-gal水解成藍(lán)色，形成藍(lán)色菌落圈；若lacZ基因中插入了外源基因，帶有puc118質(zhì)粒的大腸桿菌便不能表達(dá)α-半乳糖苷酶，將形成白色菌落。此實(shí)驗(yàn)方法可以用于鑒別轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)是否獲得成功。

（1）目的基因是_____________________________。

（2）過程③④需要________________________酶。

（3）圖中的培養(yǎng)基中除含有大腸桿菌必需營養(yǎng)成分外，還應(yīng)加入____________________等物質(zhì)，用以篩選導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的受體大腸桿菌。

（4）檢測受體大腸桿菌是否導(dǎo)入重組質(zhì)粒。培養(yǎng)一段時(shí)間后出現(xiàn)三種類型：菌落處有藍(lán)色、菌落處有白色、菌落不能生長。成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的菌落圈的表現(xiàn)是______________。

有些菌落在該培養(yǎng)基中不能生長，原因是_____________________________________。

Answer 1

【答案】胰島素基因 DNA連接酶 IPTG、X-gal、氨芐青霉素 長出白色菌落 未導(dǎo)入任何人工合成質(zhì)粒的大腸桿菌或大腸桿菌中無人工合成的質(zhì)粒

【解析】

分析題圖：圖示表示利用lacZ基因篩選重組質(zhì)粒的過程，其中①②表示用限制酶切割運(yùn)載體和含有目的基因的外源DNA分子；③④表示用DNA連接酶將目的基因與運(yùn)載體連接形成重組DNA；⑤表示將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞；⑥表示培養(yǎng)增殖；⑦表示分離純化；⑧表示擴(kuò)大培養(yǎng)。

（1）圖中表示的是將人類的胰島素基因與puc118質(zhì)粒載體連接后，轉(zhuǎn)化到受體細(xì)胞，因此目的基因是胰島素基因。
（2）過程①②一般需要用同種限制酶切割，以產(chǎn)生相同的粘性末端；過程③④需要DNA連接酶將目的基因與運(yùn)載體連接形成重組質(zhì)粒。
（3）本題是利用lacZ基因的插入失活篩選重組質(zhì)粒，結(jié)合題干信息“若lacZ基因完整，便可表達(dá)出β-半乳糖苷酶，并能將培養(yǎng)基中含有的IPTG和X-gal水解成藍(lán)色，形成藍(lán)色菌落；若lacZ基因中插入了外源基因，帶有puc118質(zhì)粒的大腸桿菌便不能表達(dá)β-半乳糖苷酶，將形成白色菌落； puc118還攜帶了氨芐青霉素抗性基因”可以知道，圖中的選擇培養(yǎng)基中除含有大腸桿菌必需的葡萄糖、氮源、無機(jī)鹽、水、生長因子等營養(yǎng)物質(zhì)外，還應(yīng)加入IPTG、X-gal、氨芐青霉素等物質(zhì)，用以篩選導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的受體大腸桿菌。
（4）如果長出藍(lán)色菌落，說明自連的運(yùn)載體puc118質(zhì)粒已轉(zhuǎn)入受體菌，但重組質(zhì)粒沒導(dǎo)入受體大腸桿菌；如果長出白色菌落，說明重組質(zhì)粒已導(dǎo)入受體大腸桿菌。那些在培養(yǎng)基中不能生長的原因是未導(dǎo)入任何人工合成質(zhì)粒的大腸桿菌或大腸桿菌中無人工合成的質(zhì)粒。