Question

2．許多大腸桿菌的質粒上含有l(wèi)acZ′基因（內含EcoRI的酶切位點），其編碼的產物β-半乳糖苷酶在X-gal 和IPTG存在下，可以產生藍色沉淀，使菌落呈現(xiàn)藍色，否則菌落呈現(xiàn)白色．基因工程中常利用該原理從導入質粒的受體細胞中篩選出真正導入重組質粒的細胞，過程如圖所示．請據(jù)圖回答：
（1）限制酶EcoRⅠ的識別序列和酶切位點是-G↓AATTC-，SmaⅠ的識別序列和酶切位點是-CCC↓GGG-．圖中目的基因被切割下來和質粒連接之前，需在目的基因的右側連接相應的末端，連接的末端序列是-TTAA．
（2）獲得目的基因后，常利用PCR技術在體外將其大量擴增．
（3）在構建基因表達載體的過程中，除了目的基因外，還必須有啟動子和終止子復制原點和標記基因等．
（4）轉化過程中，大腸桿菌應先用Ca²⁺處理，使其成為感受態(tài)細胞細胞．
（5）菌落①②③中顏色為白色的是菌落③，原因是lacZ′標記基因區(qū)插入外源基因后被破壞，不能表達出β-半乳糖苷酶，故菌落為白色．
（6）菌落③中的目的基因是否表達，可采用的分子檢測辦法是抗原-抗體雜交．

Answer 1

分析 分析題圖：目的基因的左側有限制酶EcoRI的識別序列，右側是限制酶SmaI的識別序列，而質粒上只有限制酶EcoRI的識別序列，所以需要用限制酶EcoRI來切割質粒，用限制酶EcoRI和SmaI來切割含有目的基因的外源DNA分子，這樣就使目的基因右側無法與質粒連接，所以目的基因被切割下來和質粒連接之前，需在目的基因的右側連接限制酶EcoRI切割形成的末端，即-TTAA．用限制酶EcoRI切割質粒時，會破壞質粒上的lacZ'基因，但切割后的質粒自身環(huán)化后，lacZ'基因又被修復，能表達產生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，可以產生藍色沉淀，使菌落呈現(xiàn)藍色，所以菌落①②呈現(xiàn)藍色；菌落③導入的是重組質粒，其lacZ'基因被破壞，不能表達產生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，菌落顏色為白色．

解答 解：（1）由圖可知，目的基因的左側有限制酶EcoRI的識別序列，右側是限制酶Sma I的識別序列，而質粒上只有限制酶EcoRI的識別序列，所以需要用限制酶EcoRI來切割質粒，用限制酶EcoRI和Sma I來切割含有目的基因的外源DNA分子，這樣就使目的基因右側無法與質粒連接，所以目的基因被切割下來和質粒連接之前，需在目的基因的右側連接限制酶EcoRI切割形成的末端，即-TTAA．
（2）獲得目的基因后，常利用PCR技術在體外將其大量擴增．
（3）基因表達載體的組成包括目的基因、啟動子、終止子、復制原點和標記基因等．
（4）將目的基因導入大腸桿菌細胞之前，應先用Ca²⁺處理大腸桿菌，使其處于能吸收周圍DNA的感受態(tài)．
（5）用限制酶EcoRI切割質粒時，會破壞質粒上的lacZ'基因，但切割后的質粒自身環(huán)化后，lacZ'基因又被修復，能表達產生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，可以產生藍色沉淀，使菌落呈現(xiàn)藍色，所以菌落①②呈現(xiàn)藍色；菌落③導入的是重組質粒，其lacZ'基因被破壞，不能表達產生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，菌落顏色為白色．
（6）檢測目的基因是否表達產生蛋白質，可采用抗原一抗體雜交法．
故答案為：
（1）-TTAA
（2）PCR
（3）啟動子和終止子
（4）Ca²⁺     感受態(tài)細胞
（5）菌落③lacZ′標記基因區(qū)插入外源基因后被破壞，不能表達出β-半乳糖苷酶，故菌落為白色
（6）抗原-抗體雜交

點評 本題結合題圖，考查基因工程的相關知識，意在考查考生分析題圖提取有效信息的能力；能理解所學知識要點，把握知識間內在聯(lián)系的能力；能運用所學知識解決生物學問題的能力．