Question

19．已知pUC質粒上攜帶有IacZ+基因的一段序列，編碼β-半乳糖苷酶的α肽．而宿主細胞含有IacZ+的突變基因，其產物無β-半乳糖苷酶活性，但遇α肽，可發生α-互補作用，產生有活性的酶，使培養基中的無色物質X-Gal分解，菌落呈藍色；若將外源基因插入到質粒上IacZ+序列中，失去α-互補作用（注：宿主細胞菌落為白色）．圖1為pUC質粒表達載體簡圖，小箭頭所指分別為限制性內切酶EcoRI、BamHI的酶切位點，tctR為四環素抗性基因，P為啟動子、T為終止子，ori為復制原點．圖2表示目的基因的兩端分別有EcoRI、BamHI在內的多種酶的酶切位點．為獲得目的菌株，請分析回答下列問題：

（1）為快速篩選目的基因，應將含有目的基因的DNA與pUC質粒表達載體分別用EcoRⅠ酶切，酶切產物用DNA連接酶進行連接后將得到的混合物直接導入受體菌中，培養受體菌有的未被轉化（用A表示），有的被轉化，被轉化的菌株有三種（B含環化目的基因的菌株   C含質粒載體的菌株    D含插入了目的基因的重組質粒的菌株）．
（2）為篩選出插入了目的基因的菌株，需要將宿主細胞接種在含有（無色物質）X-Gal和四環素的培養基中．
（3）在培養基中，不能生長的菌株為A、B；產生藍色菌落的菌株為C；產生白色菌落的菌株為D（請用（1）中的A、B、C、D字母作答）．
（4）基因工程中除質粒作為基因載體外，還可用動植物病毒和λ噬菌體衍生物．

Answer 1

分析 用上述兩種限制酶同時切割目的基因后，目的基因的兩個黏性末端不同，這樣目的基因就不會自連成環狀．同樣用上述兩種限制酶同時切割質粒后，質粒的兩個黏性末端也不同，這樣質粒也不會自連．這樣當把切割后目的基因和切割后質粒混合后，只有目的基因和質粒才能相連．產物中只有重組質粒，而無其他的連接產物．

解答 解：（1）由于被轉化的菌株有三種，并且含環化目的基因的菌株，因此目的基因切割時用了同一種限制酶切割，即將含有目的基因的DNA與pUC質粒表達載體分別用EcoRⅠ酶切，酶切產物用DNA連接酶進行連接后將得到的混合物直接導入受體菌中．
（2）根據題意可知，“宿主細胞含有IacZ+的突變基因，其產物無β-半乳糖苷酶活性，但遇α肽，可發生α-互補作用，產生有活性的酶，使培養基中的無色物質X-Gal分解，菌落呈藍色”，因此為篩選出插入了目的基因的菌株，需要將宿主細胞接種在含有（無色物質）X-Gal和四環素的培養基中，觀察菌落是否為白色．
（3）由于培養基中加入四環素，因此不含抗性基因的細菌不能生長，即在培養基中，不能生長的菌株為A、B；C含質粒載體的菌株由于沒有插入目的基因，因此產生藍色菌落；若將外源基因插入到質粒上IacZ+序列中，失去α-互補作用，D含插入了目的基因的重組質粒的菌株會導致產生白色菌落．
（4）基因工程中除質粒作為基因載體外，還可用動植物病毒和λ噬菌體衍生物．
故答案為：
（1）EcoRⅠDNA連接酶
（2）（無色物質）X-Gal和四環素  
（3）A、B    C    D
（4）λ噬菌體衍生物

點評 本題考查基因工程的相關知識，意在考查考生能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或的能力．