Question

20．为实现目的基因与运载体结合，以便在大肠杆菌中大量表达相应的蛋白质，研究人员进行了如图所示操作．请分析回答下列问题：

（1）图表示用BamH I切割含目的基因的DNA片段，质粒经相同限制酶处理后，经DNA连接酶酶的作用获得a，a称作基因表达载体（重组质粒）．将a与感受态大肠杆菌混合后，混合物应接种在含有氨苄青霉素的培养基上．质粒中抗氨苄青霉素基因称为标记基因，在筛选过程起作用．若要证明培养基是否符合实验要求，培养基上需接种未经质粒混合的感受态大肠杆菌，培养后不出现菌落则培养基合格．
（2）DNA分子中，一条链中的两个核苷酸通过磷酸二酯键相连，已知碱性磷酸酶能除去核苷酸末端的5’磷酸，构建a的过程中用该酶处理质粒，但目的基因不用碱性磷酸酶处理，这样做的目的是防止质粒自我连接．如果要检测目的基因 是否成功表达，须提取培养后大肠杆菌的总蛋白，用相应抗体检测．

Answer 1

分析 基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成．
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等．
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法．
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术．个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等．

解答 解：（1）图表示用BamHI为限制性内切酶，能识别特定的碱基序列，切割含目的基因的DNA片段，质粒经相同限制酶处理后，形成的黏性末端相同，经DNA连接酶酶的作用获得基因表达载体，也叫重组质粒．由于质粒中含有标记基因抗氨苄青霉素基因，故将重组质粒与感受态大肠杆菌混合后，混合物应接种在含有氨苄青霉素的培养基上．在筛选过程起作用，导入重组质粒的大肠杆菌能正常生活，而未导入重组质粒的大肠杆菌则不能在含氨苄青霉素的培养基上生活．若要证明培养基是否符合实验要求，需设置对照试验，即培养基上需接种未经质粒混合的感受态大肠杆菌，培养后不出现菌落则培养基合格．
（2）DNA分子中，一条链中的两个核苷酸通过磷酸二酯键相连；构建a的过程中用该酶处理质粒，但目的基因不用碱性磷酸酶处理，这样做的目的是使它们形成的黏性末端不同，防止质粒自我连接．检测目的基因是否成功表达，须提取培养后大肠杆菌的总蛋白，通过抗原抗体杂交试验，用相应抗体检测．
故答案为：
（1）DNA片段    DNA连接酶   基因表达载体（重组质粒）  氨苄青霉素     标记基因     未经质粒混合
（2）磷酸二酯键    防止质粒自我连接   总蛋白

点评 本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的操作工具及具体的操作步骤，掌握各步骤中的相关细节，能结合题干信息准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查．