Question

19．已知pUC質(zhì)粒上攜帶有IacZ+基因的一段序列，編碼β-半乳糖苷酶的α肽．而宿主細(xì)胞含有IacZ+的突變基因，其產(chǎn)物無(wú)β-半乳糖苷酶活性，但遇α肽，可發(fā)生α-互補(bǔ)作用，產(chǎn)生有活性的酶，使培養(yǎng)基中的無(wú)色物質(zhì)X-Gal分解，菌落呈藍(lán)色；若將外源基因插入到質(zhì)粒上IacZ+序列中，失去α-互補(bǔ)作用（注：宿主細(xì)胞菌落為白色）．圖1為pUC質(zhì)粒表達(dá)載體簡(jiǎn)圖，小箭頭所指分別為限制性內(nèi)切酶EcoRI、BamHI的酶切位點(diǎn)，tctR為四環(huán)素抗性基因，P為啟動(dòng)子、T為終止子，ori為復(fù)制原點(diǎn)．圖2表示目的基因的兩端分別有EcoRI、BamHI在內(nèi)的多種酶的酶切位點(diǎn)．為獲得目的菌株，請(qǐng)分析回答下列問題：

（1）為快速篩選目的基因，應(yīng)將含有目的基因的DNA與pUC質(zhì)粒表達(dá)載體分別用EcoRⅠ酶切，酶切產(chǎn)物用DNA連接酶進(jìn)行連接后將得到的混合物直接導(dǎo)入受體菌中，培養(yǎng)受體菌有的未被轉(zhuǎn)化（用A表示），有的被轉(zhuǎn)化，被轉(zhuǎn)化的菌株有三種（B含環(huán)化目的基因的菌株   C含質(zhì)粒載體的菌株    D含插入了目的基因的重組質(zhì)粒的菌株）．
（2）為篩選出插入了目的基因的菌株，需要將宿主細(xì)胞接種在含有（無(wú)色物質(zhì)）X-Gal和四環(huán)素的培養(yǎng)基中．
（3）在培養(yǎng)基中，不能生長(zhǎng)的菌株為A、B；產(chǎn)生藍(lán)色菌落的菌株為C；產(chǎn)生白色菌落的菌株為D（請(qǐng)用（1）中的A、B、C、D字母作答）．
（4）基因工程中除質(zhì)粒作為基因載體外，還可用動(dòng)植物病毒和λ噬菌體衍生物．

Answer 1

分析 用上述兩種限制酶同時(shí)切割目的基因后，目的基因的兩個(gè)黏性末端不同，這樣目的基因就不會(huì)自連成環(huán)狀．同樣用上述兩種限制酶同時(shí)切割質(zhì)粒后，質(zhì)粒的兩個(gè)黏性末端也不同，這樣質(zhì)粒也不會(huì)自連．這樣當(dāng)把切割后目的基因和切割后質(zhì)�；旌虾�，只有目的基因和質(zhì)粒才能相連．產(chǎn)物中只有重組質(zhì)粒，而無(wú)其他的連接產(chǎn)物．

解答 解：（1）由于被轉(zhuǎn)化的菌株有三種，并且含環(huán)化目的基因的菌株，因此目的基因切割時(shí)用了同一種限制酶切割，即將含有目的基因的DNA與pUC質(zhì)粒表達(dá)載體分別用EcoRⅠ酶切，酶切產(chǎn)物用DNA連接酶進(jìn)行連接后將得到的混合物直接導(dǎo)入受體菌中．
（2）根據(jù)題意可知，“宿主細(xì)胞含有IacZ+的突變基因，其產(chǎn)物無(wú)β-半乳糖苷酶活性，但遇α肽，可發(fā)生α-互補(bǔ)作用，產(chǎn)生有活性的酶，使培養(yǎng)基中的無(wú)色物質(zhì)X-Gal分解，菌落呈藍(lán)色”，因此為篩選出插入了目的基因的菌株，需要將宿主細(xì)胞接種在含有（無(wú)色物質(zhì)）X-Gal和四環(huán)素的培養(yǎng)基中，觀察菌落是否為白色．
（3）由于培養(yǎng)基中加入四環(huán)素，因此不含抗性基因的細(xì)菌不能生長(zhǎng)，即在培養(yǎng)基中，不能生長(zhǎng)的菌株為A、B；C含質(zhì)粒載體的菌株由于沒有插入目的基因，因此產(chǎn)生藍(lán)色菌落；若將外源基因插入到質(zhì)粒上IacZ+序列中，失去α-互補(bǔ)作用，D含插入了目的基因的重組質(zhì)粒的菌株會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生白色菌落．
（4）基因工程中除質(zhì)粒作為基因載體外，還可用動(dòng)植物病毒和λ噬菌體衍生物．
故答案為：
（1）EcoRⅠDNA連接酶
（2）（無(wú)色物質(zhì)）X-Gal和四環(huán)素  
（3）A、B    C    D
（4）λ噬菌體衍生物

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或的能力．