Question

4．如圖1為某種常用質(zhì)粒的序列圖，LacZ基因編碼的酶能使無(wú)色的X-gal變?yōu)樗{(lán)色，Amp^r為氨芐青霉素抗性基因．圖2為目的基因的序列及其相關(guān)限制酶的識(shí)別序列．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）若要篩選成功導(dǎo)入目的基因的重組質(zhì)粒，培養(yǎng)基中應(yīng)加入的物質(zhì)有X-gal和氨芐青霉素．基因表達(dá)載體的組成除了目的基因外，還必須有啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等．對(duì)獲取的目的基因可用PCR（多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）技術(shù)對(duì)其擴(kuò)增．
（2）實(shí)驗(yàn)小組用BamHⅠ和BlgⅡ兩種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，構(gòu)建重組質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸桿菌中，在篩選重組質(zhì)粒的培養(yǎng)基上，若大腸桿菌菌落顯藍(lán)色，說(shuō)明導(dǎo)入了沒(méi)有目的基因的空質(zhì)粒；若大腸桿菌菌落顯白色，說(shuō)明導(dǎo)入了重組質(zhì)粒．沒(méi)有導(dǎo)入任何外源DNA的大腸桿菌不能（填“能”或“不能）在該培養(yǎng)基上生存．
（3）將若干個(gè)質(zhì)粒和目的基因用BamHⅠ和BlgⅡ兩種限制酶切割后，用DNA連接酶相連，若僅考慮質(zhì)粒與目的基因相連接，會(huì)有兩種連接方式．然后再用BamHⅠ和EcoRⅠ切割成功連接后的產(chǎn)物，獲得了長(zhǎng)度為0.8kb、3.8kb、1.1kb和3.5kb四種長(zhǎng)度的DNA片段，則目的基因的長(zhǎng)度為2.7kb（已知目的基因的長(zhǎng)度大于2kb，1kb=1000個(gè)堿基對(duì)）．

Answer 1

分析 分析題圖：質(zhì)粒中，抗氨芐青霉素抗性基因（Amp'）和LacZ基因都屬于標(biāo)記基因，含有目的基因的外源DNA分子上存在BamHⅠ和BlgⅡ兩種酶的酶切位點(diǎn)，質(zhì)粒上存在BamHⅠ和EcoRⅠ兩種酶的酶切位點(diǎn)．一般為了防止目的基因和質(zhì)粒反向連接，用兩種限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和質(zhì)粒．

解答 解：（1）由于Lac Z基因編碼的酶能使無(wú)色的X-gal變?yōu)樗{(lán)色，Amp為氨芐青霉素抗性基因，所以若要篩選成功導(dǎo)入目的基因的重組質(zhì)粒，培養(yǎng)基中應(yīng)加入的物質(zhì)有X-gal和氨芐青霉素．基因表達(dá)載體的組成包括啟動(dòng)子、標(biāo)記基因、目的基因和終止子．PCR技術(shù)可在體外對(duì)目的基因進(jìn)行擴(kuò)增．
（2）構(gòu)建重組質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸桿菌中，在篩選重組質(zhì)粒的培養(yǎng)基上，由于Lac Z基因編碼的酶能使無(wú)色的X-gal變?yōu)樗{(lán)色，若大腸桿菌菌落顯藍(lán)色，說(shuō)明導(dǎo)入的是不含目的基因的空白質(zhì)粒．若大腸桿菌菌落顯白色，說(shuō)明Lac Z基因被破壞，不能編碼相應(yīng)的酶，所以導(dǎo)入的是重組質(zhì)粒．沒(méi)有導(dǎo)入任何外源DNA的大腸桿菌不含氨芐青霉素抗性基因，所以不能在該培養(yǎng)基上生存．
（3）BamHⅠ和BlgⅡ兩種酶識(shí)別的序列為G↓GATCC、A↓GATCT，它們的識(shí)別序列雖然不同，但切割形成的黏性末端相同，因此將若干個(gè)質(zhì)粒和目的基因用BamHⅠ和BlgⅡ兩種限制酶切割后，用DNA連接酶相連，若僅考慮質(zhì)粒與目的基因相連接，會(huì)有兩種連接方式，即正向連接和反向連接．用BamHⅠ切割和EcoRⅠ切割成功連接后的產(chǎn)物，獲得了長(zhǎng)度為獲得了長(zhǎng)度為0.8kb、3.8kb、1.1kb和3.5kb四種長(zhǎng)度的DNA片段，這說(shuō)明重組質(zhì)粒的總長(zhǎng)度為0.8kb+3.8kb=4.6．由于目的基因的長(zhǎng)度大于2kb，若正向連接時(shí)，BamHⅠ切點(diǎn)與EcoRⅠ切點(diǎn)之間的距離為3.8kb，則質(zhì)粒中EcoRⅠ切點(diǎn)到BamHⅠ切點(diǎn)之間距離為0.8kb（含有Amp^r的一段）．反向連接時(shí)，質(zhì)粒中EcoRⅠ切點(diǎn)到BamHⅠ切點(diǎn)之間距離（含有Amp^r的一段）+目的基因的長(zhǎng)度=3.5kb．因此，目的基因的長(zhǎng)度為3.5-0.8=2.7kb．
故答案為：
（1）X-gal     氨芐青霉素     啟動(dòng)子      PCR（多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）
（2）沒(méi)有目的基因的空質(zhì)粒     重組質(zhì)粒       不能
（3）兩     2.7

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合重組質(zhì)粒形成示意圖，考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，重點(diǎn)考查基因工程的步驟，要求考生識(shí)記基因工程的步驟，掌握重組質(zhì)粒的篩選方法，能運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，結(jié)合題圖，判斷導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌能否在相應(yīng)的培養(yǎng)基中生存．