Question

【題目】如圖是利用lacZ基因的插入失活篩選重組質粒示意圖。大腸桿菌pUC118質粒的某限制酶的唯一酶切序列位于該質粒的lacZ基因中。若lacZ基因完整，便可表達出-半乳糖苷酶，并能將培養基中含有的IPTG和X-gal水解成藍色，形成藍色菌落；若lacZ基因中插入了外源基因，帶有pUC118質粒的大腸桿菌便不能表達-半乳糖苷酶，將形成白色菌落；pUC118還攜帶了氨芐青霉素抗性基因。請據圖回答：

（1）作為受體的大腸桿菌應_______________，以便篩選已導入重組質粒的受體大腸桿菌。試管Ⅰ中的由兩個DNA片段之間連接形成的產物有_______種。取用_______處理過的受體大腸桿菌，置于試管Ⅱ中，并加入在試管Ⅰ中制備好的DNA。

（2）圖中的選擇培養基中除含有大腸桿菌必需的葡萄糖、氮源、無機鹽、水、生長因子等營養物質外，還應加入___________、______________和___________等物質，用以篩選導入了重組質粒的受體大腸桿菌。

（3）將上述處理后的大腸桿菌置于圖中選擇培養基上培養，以檢測受體大腸桿菌是否導入重組質粒，請預測菌落的顏色，并分析結果：

①如果長出_________菌落，說明自連的運載體pUC118質粒已轉入受體菌，但目的基因沒有接入運載體。

②如果長出_________菌落，說明重組質粒已導入受體大腸桿菌。

Answer 1

【答案】不含氨芐青霉素抗性基因（或對氨芐青霉素敏感）3Ca2+IPTGX-gal氨芐青霉素藍色白色

【解析】

基因表達載體的構建過程中，目的基因、啟動子、終止子和標記基因不可缺少。其中標記基因的作用是為了鑒別受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來，如抗生素抗性基因就可以作為這種基因。

（1）PUC118質粒攜帶了氨芐青霉素抗性基因，受體大腸桿菌應不含氨芐青霉素抗性基因，才能在含有氨芐青霉素的培養基上篩選出導入重組質粒的受體大腸桿菌。試管Ⅰ中，人體基因被切成三段，分別用字母A、B、C來表示，則由兩個DNA片段之間連接形成的產物有AB、AC和BC三種。用氯化鈣溶液處理增加其細胞壁的通透性過的受體大腸桿菌呈感受態，能吸收試管中的DNA。
（2）篩選導入了重組質粒的受體大腸桿菌，質粒lacZ基因中插入了外源基因，帶有PUC118質粒的大腸桿菌便不能表達β-半乳糖苷酶，培養基中的X-gal不會被水解成藍色，大腸桿菌將形成白色菌落，因此選擇培養基中還應加入IPTG、X-gal、氨芐青霉素等物質，用以篩選導入了重組質粒的受體大腸桿菌。

（3）如果長出藍色菌落，說明自連的運載體PUC118質粒已轉入受體菌，但目的基因沒有接入運載體或說明重組質粒沒導入受體大腸桿菌；如果長出白色菌落，說明重組質粒已導入受體大腸桿菌。