Question

10．回答下列有關(guān)遺傳信息傳遞與表達(dá)的問(wèn)題．
野生型大腸桿菌（E．coli）具有完整的LacZ基因，該基因編碼的β-半乳糖苷酶由α片段和ω片段兩部分組成，兩部分均存在時(shí)可將無(wú)色化合物X-gal切割成半乳糖和深藍(lán)色的物質(zhì)5-溴-4-靛藍(lán)，從而使整個(gè)菌落變?yōu)樗{(lán)色．DH5α是基因工程中常用的一種大腸桿菌誘變菌株，對(duì)氨芐青霉素敏感，其LacZ基因中編碼ω片段的序列仍然保留，但編碼α片段的序列缺失．
（1）根據(jù)中心法則，LacZ基因控制β-半乳糖苷酶合成的過(guò)程主要包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)環(huán)節(jié)．
（2）某研究小組構(gòu)建了質(zhì)粒pXY-1，如圖甲所示，該質(zhì)粒含氨芐青霉素抗性基因Amp^r和編碼大腸桿菌β-半乳糖苷酶α片段的基因片段LacZ’．圖乙顯示的則是Nae I、Hpa II和Kas I三種限制性內(nèi)切酶的識(shí)別序列（表示切割位點(diǎn)）．

若以該質(zhì)粒作為運(yùn)載體，將外源目的基因（圖丙）導(dǎo)入大腸桿菌DH5α菌株，在構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)應(yīng)選用的限制性內(nèi)切酶是KasKasI．此外，還需用到的另一種酶是DNA連接酶．
（3）若用涂布有氨芐青霉素和X-gal的固體培養(yǎng)基篩選上一題中含目的基因的受體菌，下列說(shuō)法中正確的有BC．（多選）
A．沒(méi)有導(dǎo)入任何質(zhì)粒的DH5α細(xì)菌可以在該培養(yǎng)基上生長(zhǎng)且菌落為白色
B．導(dǎo)入了pXY-1空載體質(zhì)粒的DH5α細(xì)菌可以在該培養(yǎng)基上生長(zhǎng)且菌落為藍(lán)色
C．導(dǎo)入了pXY-1重組質(zhì)粒的DH5α細(xì)菌可以在該培養(yǎng)基上生長(zhǎng)且菌落為白色
D．導(dǎo)入了pXY-1重組質(zhì)粒的DH5α細(xì)菌可以在該培養(yǎng)基上生長(zhǎng)且菌落為藍(lán)色
（4）現(xiàn)從上一題的固體培養(yǎng)基平板上挑取一個(gè)重組菌落，經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)后提取質(zhì)粒，分別用不同的限制性內(nèi)切酶處理并對(duì)酶切產(chǎn)物進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳，結(jié)果如表所示：

所用限制性內(nèi)切酶	所得條帶長(zhǎng)度
BamH I、Sca I雙酶切	1230bp、2770bp
Hpa II、Sca I雙酶切	460bp、1240bp、xbp

據(jù)此可知，目的基因全長(zhǎng)為900bp，在其內(nèi)部存在Hpa II（填限制酶名稱）的切割位點(diǎn)，表中字母x代表的數(shù)值應(yīng)為2300．

Answer 1

分析 1、基因表達(dá)載體由啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因和目的基因組成．
構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用．
2、分析題圖：由于空載體質(zhì)粒中含有氨芐青霉素抗性基因Amp和編碼大腸桿菌β-半乳糖苷酶基因片段LacZ，故導(dǎo)入了空載體質(zhì)粒的DH5α細(xì)菌可以在該培養(yǎng)基上生長(zhǎng)且菌落為藍(lán)色．而導(dǎo)入了pXY-1重組質(zhì)粒的DH5α細(xì)菌中氨芐青霉素抗性基因正常，但LacZ基因因插入目的基因被破壞，故可以在該培養(yǎng)基上生長(zhǎng)且菌落為白色．

解答 解：（1）β-半乳糖苷酶為蛋白質(zhì)，基因控制蛋白質(zhì)的合成過(guò)程主要包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)環(huán)節(jié)．
（2）據(jù)圖乙可知，目的基因兩側(cè)有KasI酶識(shí)別的位點(diǎn)，故在構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)應(yīng)選用的限制性內(nèi)切酶是KasI．此外，還需用到 DNA連接酶 連接DNA片段．
（3）若用涂布有氨芐青霉素和X-gal的固體培養(yǎng)基篩選上一題中含目的基因的受體菌，
A．沒(méi)有導(dǎo)入任何質(zhì)粒的DH5α細(xì)菌對(duì)氨芐青霉素敏感，不能在該培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，A錯(cuò)誤；
B．由于XY-1空載體質(zhì)粒中含有氨芐青霉素抗性基因Amp和編碼大腸桿菌β-半乳糖苷酶α片段的基因片段LacZ，故導(dǎo)入了pXY-1空載體質(zhì)粒的DH5α細(xì)菌可以在該培養(yǎng)基上生長(zhǎng)且菌落為藍(lán)色，B正確；
C．導(dǎo)入了pXY-1重組質(zhì)粒的DH5α細(xì)菌中氨芐青霉素抗性基因正常，但LacZ基因因插入目的基因被破壞，故可以在該培養(yǎng)基上生長(zhǎng)且菌落為白色，C正確；
D．據(jù)C分析可知，由于LacZ基因被破壞，菌落應(yīng)為白色，D錯(cuò)誤．
（4）據(jù)題干可知，質(zhì)粒長(zhǎng)度為3100bp，而重組質(zhì)粒為1230bp+2770bp=4000bp，故目的基因全長(zhǎng)為4000bp-3100bp=900bp，由于經(jīng)Hpa II、Sca I雙酶切后成3段，而在質(zhì)粒中該二酶均具有一個(gè)酶切位點(diǎn)看，故說(shuō)明在其目的基因內(nèi)部存在HpaⅡ的酶切割位點(diǎn)，表中字母x代表的數(shù)值應(yīng)為4000-460-1240=2300．
故答案為：
（1）轉(zhuǎn)錄       翻譯    
（2）KasI  DNA連接酶     
（3）BC      
（4）900       Hpa II     2300

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生分析題圖提取有效信息的能力；識(shí)記能力和能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決生物學(xué)問(wèn)題的能力．