Question

【題目】大腸桿菌的質(zhì)粒上含有LacZ基因，其編碼的產(chǎn)物β半乳糖苷酶在x-gal和IPTG同時存在時，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。下圖為利用該質(zhì)粒進(jìn)行的轉(zhuǎn)基因過程，回答下列問題：

(1)在基因工程中，大腸桿菌質(zhì)粒通常作為___________,除此以外，基因工程操作還需要___________和___________兩種工具。

(2)基因工程的核心操作步驟是______________________。

(3)本題中將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞的方法是___________，目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程，稱為___________。

(4)加入了X-gal和IPTG培養(yǎng)基被稱為___________培養(yǎng)基，能夠篩選出含目的基因的菌落是___________(填“①”“②”或“③”)，顏色是___________。

Answer 1

【答案】運(yùn)載體（或載體） 限制性內(nèi)切酶 DNA連接酶 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 感受態(tài)法 轉(zhuǎn)化 選擇 ③ 白色

【解析】

分析題圖：目的基因的左側(cè)有限制酶EcoRI的識別序列，右側(cè)是限制酶SmaI的識別序列，而質(zhì)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(zhì)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(cè)無法與質(zhì)粒連接，所以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)連接限制酶EcoRI切割形成的末端，即-TTAA。用限制酶EcoRI切割質(zhì)粒時，會破壞質(zhì)粒上的lacZ'基因，但切割后的質(zhì)粒自身環(huán)化后，lacZ'基因又被修復(fù)，能表達(dá)產(chǎn)生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，所以菌落①②呈現(xiàn)藍(lán)色；菌落③導(dǎo)入的是重組質(zhì)粒，其lacZ'基因被破壞，不能表達(dá)產(chǎn)生β-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，菌落顏色為白色。

(1)在基因工程中，大腸桿菌質(zhì)粒通常作為運(yùn)載體（或載體），基因工程操作需要兩種工具酶限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶。

(2) 基因工程的四個步驟：獲取目的基因；目的基因與運(yùn)載體結(jié)合；將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞；目的基因的檢測與表達(dá)�；�因工程的核心操作步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建。

(3)感受態(tài)法是用Ca2+處理大腸桿菌，使其處于易于吸收周圍環(huán)境中的DNA分子的感受態(tài)，有利于目的基因?qū)�入受體細(xì)胞。目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程，稱為轉(zhuǎn)化。

(4)加入了X-gal和IPTG培養(yǎng)基被稱為選擇培養(yǎng)基，用限制酶EcoRI切割質(zhì)粒時，會破壞質(zhì)粒上的lacZ'基因，但切割后的質(zhì)粒自身環(huán)化后，lacZ'基因又被修復(fù)，能表達(dá)產(chǎn)生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，所以菌落①②呈現(xiàn)藍(lán)色；菌落③導(dǎo)入的是重組質(zhì)粒，其lacZ'基因被破壞，不能表達(dá)產(chǎn)生β-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，菌落顏色為白色。