Question

19．在含有X-gal和IPTG物質(zhì)的培養(yǎng)基上，大腸桿菌質(zhì)粒上的lacZ′基因如表達出產(chǎn)物β-半乳糖苷酶，則能使菌落呈現(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(dǎo)入質(zhì)粒的受體細胞中篩選出真正導(dǎo)入重組質(zhì)粒的細胞．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(zhì)粒連接之前，需在目的基因的右側(cè)連接相應(yīng)的末端，連接的末端序列是-TTAA．限制酶EcoRI在質(zhì)粒上的酶切位點在lacZ′基因中，故該基因工程中，lacZ′基因的作用為標記基因．
（2）獲取目的基因后，常利用PCR技術(shù)在體外將其大量擴增，此過程需要一種特殊的酶叫Taq酶（或“耐高溫的DNA聚合酶”）．
（3）轉(zhuǎn)化過程中，大腸桿菌應(yīng)先用Ca²⁺（或CaCl₂溶液）處理，使其成為感受態(tài)細胞．
（4）顏色為白色的是含有目的基因的菌落，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．

Answer 1

分析 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，不能表達產(chǎn)生β-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(cè)有限制酶EcoRI的識別序列，右側(cè)是限制酶Sma I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(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．限制酶EcoRI在質(zhì)粒上的酶切位點在lacZ′基因中，故該基因工程中，lacZ′基因的作用為標記基因．
（2）PCR技術(shù)可在體外大量擴增目的基因；該過程在較高溫度下進行，因此需要耐高溫的DNA聚合酶．
（3）將目的基因?qū)�入大腸桿菌細胞之前，應(yīng)先用Ca²⁺處理大腸桿菌，使其處于能吸收周圍DNA的感受態(tài)．
（4）菌落顏色為白色的原因是目的基因插入時破壞了lacZ'基因，不能表達產(chǎn)生β-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，菌落顏色為白色．因此，顏色為白色的是含有目的基因的菌落．
故答案為：
（1）-TTAA      標記
（2）PCR      Taq酶（或“耐高溫的DNA聚合酶”）
（3）Ca²⁺（或CaCl₂溶液）       感受態(tài)
（4）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

點評 本題考查基因工程的相關(guān)知識，邀請考生識記基因工程的原理、操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細節(jié)，能題中信息及結(jié)合所學(xué)的知識準確答題．