Question

19．已知pUC质粒上携带有IacZ+基因的一段序列，编码β-半乳糖苷酶的α肽．而宿主细胞含有IacZ+的突变基因，其产物无β-半乳糖苷酶活性，但遇α肽，可发生α-互补作用，产生有活性的酶，使培养基中的无色物质X-Gal分解，菌落呈蓝色；若将外源基因插入到质粒上IacZ+序列中，失去α-互补作用（注：宿主细胞菌落为白色）．图1为pUC质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性内切酶EcoRI、BamHI的酶切位点，tctR为四环素抗性基因，P为启动子、T为终止子，ori为复制原点．图2表示目的基因的两端分别有EcoRI、BamHI在内的多种酶的酶切位点．为获得目的菌株，请分析回答下列问题：

（1）为快速筛选目的基因，应将含有目的基因的DNA与pUC质粒表达载体分别用EcoRⅠ酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后将得到的混合物直接导入受体菌中，培养受体菌有的未被转化（用A表示），有的被转化，被转化的菌株有三种（B含环化目的基因的菌株   C含质粒载体的菌株    D含插入了目的基因的重组质粒的菌株）．
（2）为筛选出插入了目的基因的菌株，需要将宿主细胞接种在含有（无色物质）X-Gal和四环素的培养基中．
（3）在培养基中，不能生长的菌株为A、B；产生蓝色菌落的菌株为C；产生白色菌落的菌株为D（请用（1）中的A、B、C、D字母作答）．
（4）基因工程中除质粒作为基因载体外，还可用动植物病毒和λ噬菌体衍生物．

Answer 1

分析 用上述两种限制酶同时切割目的基因后，目的基因的两个黏性末端不同，这样目的基因就不会自连成环状．同样用上述两种限制酶同时切割质粒后，质粒的两个黏性末端也不同，这样质粒也不会自连．这样当把切割后目的基因和切割后质粒混合后，只有目的基因和质粒才能相连．产物中只有重组质粒，而无其他的连接产物．

解答 解：（1）由于被转化的菌株有三种，并且含环化目的基因的菌株，因此目的基因切割时用了同一种限制酶切割，即将含有目的基因的DNA与pUC质粒表达载体分别用EcoRⅠ酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后将得到的混合物直接导入受体菌中．
（2）根据题意可知，“宿主细胞含有IacZ+的突变基因，其产物无β-半乳糖苷酶活性，但遇α肽，可发生α-互补作用，产生有活性的酶，使培养基中的无色物质X-Gal分解，菌落呈蓝色”，因此为筛选出插入了目的基因的菌株，需要将宿主细胞接种在含有（无色物质）X-Gal和四环素的培养基中，观察菌落是否为白色．
（3）由于培养基中加入四环素，因此不含抗性基因的细菌不能生长，即在培养基中，不能生长的菌株为A、B；C含质粒载体的菌株由于没有插入目的基因，因此产生蓝色菌落；若将外源基因插入到质粒上IacZ+序列中，失去α-互补作用，D含插入了目的基因的重组质粒的菌株会导致产生白色菌落．
（4）基因工程中除质粒作为基因载体外，还可用动植物病毒和λ噬菌体衍生物．
故答案为：
（1）EcoRⅠDNA连接酶
（2）（无色物质）X-Gal和四环素  
（3）A、B    C    D
（4）λ噬菌体衍生物

点评 本题考查基因工程的相关知识，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或的能力．