Question

【題目】某一質粒載體如圖所示，外源 DNA 插入到 Ampr 或 Tetr 中會導致相應的基因失活（Ampr 表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr 表示四環素抗性基因）。有人將此質粒載體用 BamHI 酶切后，與用 BamHI 酶切獲得的目的基因混合，加入 DNA 連接酶進行連接反應，用得到的混合物直接轉化大腸桿菌，結果大腸桿菌有的未被轉化，有的被轉化。被轉化的大腸桿菌有三種，分別是含有環狀目的基因、含有質粒載體、含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌。回答下列問題：

（1）質粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有_____（答出兩點即可），而作為基因表達載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。

（2）如果用含有氨芐青霉素的培養基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，_________ 的細胞是不能區分的，其原因是二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養基上均不生長；并且含有______________的細胞也是不能區分的，其原因是________。在上述篩選的基礎上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有_____的固體培養基。

（3）基因工程中，某些噬菌體經改造后可以作為載體，其 DNA 復制所需的原料來自于___________。

Answer 1

【答案】能自我復制、具有標記基因 未被轉化的和僅含有環狀目的基因的細胞 質粒載體和含有插入了目的基因的重組質粒（或重組質粒） 二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養基上均能生長 四環素 受體細胞

【解析】

基因工程技術的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。
（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。
（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法。
（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因﹣﹣DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA﹣﹣分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質﹣﹣抗原﹣抗體雜交技術；個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）質粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有：能夠自我復制、具有標記基因、具有一個至多個限制酶切割位點等。
（2）依題意可知，目的基因插入后，導致四環素抗性基因（Tetr ）失活，而氨芐青霉素抗性基因（Ampr）仍能行使正常功能。如果用含有氨芐青霉素的培養基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉化的和僅含有環狀目的基因的細胞，因二者均不含氨芐青霉素抗性基因，在該培養基上都不能生長，所以是不能區分的；含有質粒載體和含有插入了目的基因的重組質粒的細胞，因二者都含氨芐青霉素抗性基因，在該培養基上都能生長，因此也是不能區分的。在上述篩選的基礎上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有四環素的固體培養基；因目的基因插入后，導致四環素抗性基因（Tetr ）失活，含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌在該培養基中不能生長，而含有質粒載體的則能正常生長。
（3）噬菌體是專門寄生在細菌細胞這的病毒，在侵染細菌時，噬菌體的DNA進入到細菌細胞中，而蛋白質外殼留在細胞外；在噬菌體的DNA指導下，利用細菌細胞中的物質來合成噬菌體的組成成分，據此可知，基因工程中，某些噬菌體經改造后可以作為載體，其DNA復制所需的原料來自于受體細胞。