Question

【題目】大腸桿菌的質粒上含有LacZ基因，其編碼的產物β半乳糖苷酶在x-gal和IPTG同時存在時，可以產生藍色沉淀，使菌落呈現藍色，否則菌落呈現白色。下圖為利用該質粒進行的轉基因過程，回答下列問題：

(1)在基因工程中，大腸桿菌質粒通常作為___________,除此以外，基因工程操作還需要___________和___________兩種工具。

(2)基因工程的核心操作步驟是______________________。

(3)本題中將目的基因導入受體細胞的方法是___________，目的基因在受體細胞內維持穩定和表達的過程，稱為___________。

(4)加入了X-gal和IPTG培養基被稱為___________培養基，能夠篩選出含目的基因的菌落是___________(填“①”“②”或“③”)，顏色是___________。

Answer 1

【答案】運載體（或載體） 限制性內切酶 DNA連接酶 基因表達載體的構建 感受態法 轉化 選擇 ③ 白色

【解析】

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化后，lacZ'基因又被修復，能表達產生β-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，可以產生藍色沉淀，使菌落呈現藍色，所以菌落①②呈現藍色；菌落③導入的是重組質粒，其lacZ'基因被破壞，不能表達產生β-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，菌落顏色為白色。

(1)在基因工程中，大腸桿菌質粒通常作為運載體（或載體），基因工程操作需要兩種工具酶限制性內切酶和DNA連接酶。

(2) 基因工程的四個步驟：獲取目的基因；目的基因與運載體結合；將目的基因導入受體細胞；目的基因的檢測與表達。基因工程的核心操作步驟是基因表達載體的構建。

(3)感受態法是用Ca2+處理大腸桿菌，使其處于易于吸收周圍環境中的DNA分子的感受態，有利于目的基因導入受體細胞。目的基因在受體細胞內維持穩定和表達的過程，稱為轉化。

(4)加入了X-gal和IPTG培養基被稱為選擇培養基，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化后，lacZ'基因又被修復，能表達產生β-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，可以產生藍色沉淀，使菌落呈現藍色，所以菌落①②呈現藍色；菌落③導入的是重組質粒，其lacZ'基因被破壞，不能表達產生β-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，菌落顏色為白色。