Question

8．許多大腸桿菌的質粒上含有l(wèi)acZ′基因（內含EcoRⅠ的酶切位點），其編碼的產物β-半乳糖苷酶在X-gal 和IPTG存在下，可以產生藍色沉淀，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入質粒的受體細胞中篩選出真正導入重組質粒的細胞，過程如圖所示．請據圖回答：

（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粒連接之前，需在目的基因的右側連接相應的末端，連接的末端序列是-TTAA．
（2）在構建基因表達載體的過程中，除了目的基因外，還必須有啟動子和終止子、復制原點和標記基因等．
（3）菌落①②③中顏色為白色的是③，原因是lacZ′標記基因區(qū)插入外源基因后被破壞，不能表達出半乳糖苷酶，故菌落為白色．
（4）菌落中的目的基因是否表達，可采用抗原一抗體雜交技術進行檢測．

Answer 1

分析 分析題圖：目的基因的左側有限制酶EcoRI的識別序列，右側是限制酶SmaI的識別序列，而質粒上只有限制酶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無法與質粒連接，所以目的基因被切割下來和質粒連接之前，需在目的基因的右側連接限制酶EcoRI切割形成的末端，即-TTAA．用限制酶EcoRI切割質粒時，會破壞質粒上的lacZ'基因，但切割后的質粒自身環(huán)化后，lacZ'基因又被修復，能表達產生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，可以產生藍色沉淀，使菌落呈現(xiàn)藍色，所以菌落①②呈現(xiàn)藍色；菌落③導入的是重組質粒，其lacZ'基因被破壞，不能表達產生B-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，目的基因的左側有限制酶EcoRI的識別序列，右側是限制酶Sma I的識別序列，而質粒上只有限制酶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無法與質粒連接，所以目的基因被切割下來和質粒連接之前，需在目的基因的右側連接限制酶EcoRI切割形成的末端，即-TTAA．
（2）基因表達載體的組成包括啟動子、目的基因、標記基因和終止子．
（3）用限制酶EcoRI切割質粒時，會破壞質粒上的lacZ'基因，但切割后的質粒自身環(huán)化后，lacZ'基因又被修復，能表達產生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，可以產生藍色沉淀，使菌落呈現(xiàn)藍色，所以菌落①②呈現(xiàn)藍色；菌落③導入的是重組質粒，其lacZ'基因被破壞，不能表達產生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，菌落顏色為白色．
（4）檢測目的基因是否表達產生蛋白質，可采用抗原一抗體雜交法．
故答案為：
（1）-TTAA
（2）啟動子和終止子
（3）③lacZ′標記基因區(qū)插入外源基因后被破壞，不能表達出半乳糖苷酶，故菌落為白色
（4）抗原一抗體雜交

點評 本題結合圖解，考查基因工程的相關知識，要求考生識記基因工程的原理、操作工具及操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細節(jié)，能緊扣題干信息“l(fā)acZ′基因編碼的產物β-半乳糖苷酶在X-gal 和IPTG存在下，可以產生藍色沉淀，使菌落呈現(xiàn)藍色，否則菌落呈現(xiàn)白色”準確答題，屬于考綱識記和理解層次的考查．