Question

13．為探究SHH基因與角化囊腫發生的相關性，科研人員利用SHH基因的非模板鏈轉錄合成RNA作為探針，進行分子雜交實驗，以檢測SHHH基因在角化囊腫中的表達情況．其基本流程如圖：（Amp表示氨芐青霉素抗性基因；LacZ基因被SHH基因插入后不表達）請回答：

（1）基因工程成功實施的理論基礎有不同的DNA分子具有相同的雙螺旋結構；自然界中所有生物共用一套遺傳密碼子．
（2）重組載體中SHH基因轉錄合成RNA探針時，需要（需要/不需要）啟動子．
（3）步驟②中，用Ca²⁺處理大腸桿菌，使之成為感受態細胞，然后導入重組載體．實驗中，用添加氨芐青霉素的培養基培養大腸桿菌，未導入質粒的細菌將會死亡，原因是這此細菌不含有Amp（或氨芐青霉素抗性或抗性）基因．
（4）能表達LacZ基因的大腸桿菌在含有IPTG和X-gal的培養基上會形成藍色菌落，易于識別．根據上述原理可以初步判斷白色（藍色/白色）菌落中的大腸桿菌為重組菌．
（5）將制備的探針加入角化囊腫切片中，探針將與SHH轉錄的mRNA形成雜交帶，進而判斷SHH基因的轉錄情況，此過程用到的相關檢測方法（技術）是分子雜交技術．

Answer 1

分析 分析題圖：圖示是檢測SHHH基因在角化囊腫中表達情況的流程，其中①為基因表達載體的構建過程，該過程需要限制酶和DNA連接酶；②是將目的基因導入受體細胞的過程；③表示用含有氨芐青霉素、IPTG和X-gal的選擇培養基進行篩選；④表示用探針進行檢測．

解答 解：（1）基因工程的理論基礎：不同的DNA分子具有相同的雙螺旋結構，所以不同生物的DNA才可以連接起來；自然界中所有生物共用一套遺傳密碼子，所有一種生物的基因能在另一種生物體內表達．
（2）由圖可知，SHH基因插入在LacZ基因，LacZ基因被SHH基因插入后不表達，所以要使SHH基因表達就需要啟動子．
（3）大腸桿菌細胞用Ca²⁺處理后就成為能吸收周圍環境中DNA分子的感受態細胞；要在添加氨芐青霉素的培養基上生存，一定要含有抗氨芐青霉素基因才可以，沒有抗氨芐青霉素基因將會死亡．
（4）能表達LacZ基因的大腸桿菌在含有IPTG和X-gal的培養基上會形成藍色菌落，重組菌中LacZ基因被SHH基因插入后不表達，在含有IPTG和X-gal的培養基上會形成白色菌落．
（4）判斷SHH基因的轉錄情況，也就是判斷SHH基因是否轉錄出mRNA，可采用分子雜交技術．
故答案為：
（1）不同的DNA分子具有相同的雙螺旋結構；自然界中所有生物共用一套遺傳密碼子
（2）需要
（3）感受態    Amp（或氨芐青霉素抗性或抗性）
（4）白色
（5）SHH轉錄的mRNA    分子雜交技術

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及操作步驟，能根據題中信息“LacZ基因被SHH基因插入后不表達”和圖中信息答題，明確SHH基因插入會破壞LacZ基因，再根據題干要求答題．