Question

【题目】在含有X-gal和IPTG物质的培养基上，大肠杆菌质粒上的lacZ‘基因如表达出产物β-半乳糖苷酶，则能使菌落呈现蓝色，否则菌落呈现白色。基因工程中常利用该原理从导入质粒的受体细胞中筛选出真正导入重组质粒的细胞。’请据图回答：

（1）限制酶EcoRI的识别序列和酶切位点是-G↓,AATTC-，SmaI的识别序列和酶切位点是-CCC↓GGG-，图中目的基因被切割下来和质粒连接之前，需在目的基因的右侧连接相应的末端，连接的末端序列是______________。限制酶EcoRI在质粒上的酶切位点在lacZ‘基因中，故该基因工程中，lacZ‘基因的作用为_____________基因。

（2）获取目的基因后，常利用__________技术在体外将其大量扩增，此过程需要一种特殊的酶叫______。

（3）转化过程中，大肠杆菌应先用_____________处理，使其成为_________________细胞。

（4）颜色为白色的是含有目的基因的菌落，原因是____________。

Answer 1

【答案】 -TTAA 标记 PCR Taq酶（或“耐高温的DNA聚合酶”） Ca2+（或CaCl2溶液） 感受态 lacZ‘标记基因区插入外源基因后被破坏，不能表达出β-半乳糖苷酶，故菌落为白色

【解析】分析：目的基因的左侧有限制酶EcoRI的识别序列，右侧是限制酶SmaI的识别序列，而质粒上只有限制酶EcoRI的识别序列，所以需要用限制酶EcoRI来切割质粒，用限制酶EcoRI和SmaI来切割含有目的基因的外源DNA分子，这样就使目的基因右侧无法与质粒连接，所以目的基因被切割下来和质粒连接之前，需在目的基因的右侧连接限制酶EcoRI切割形成的末端，即-TTAA。用限制酶EcoRI切割质粒时，会破坏质粒上的lacZ'基因，但切割后的质粒自身环化后，lacZ'基因又被修复，能表达产生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，可以产生蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色，所以菌落①②呈现蓝色；菌落③导入的是重组质粒，其lacZ'基因被破坏，不能表达产生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，菌落颜色为白色。

（1）由图可知，目的基因的左侧有限制酶EcoRI的识别序列，右侧是限制酶Sma I的识别序列，而质粒上只有限制酶EcoRI的识别序列，所以需要用限制酶EcoRI来切割质粒，用限制酶EcoRI和Sma I来切割含有目的基因的外源DNA分子，这样就使目的基因右侧无法与质粒连接，所以目的基因被切割下来和质粒连接之前，需在目的基因的右侧连接限制酶EcoRI切割形成的末端，即-TTAA。lacZ‘基因的作用为标记基因用于目的基因的鉴定和筛选。

（2）获取目的基因后，常利用PCR技术在体外将其大量扩增，此过程需要一种特殊的酶叫Taq酶（或“耐高温的DNA聚合酶”）。

（3）转化过程中，大肠杆菌应先用Ca2+（或CaCl2溶液）处理，使其成为感受态细胞。

（4）lacZ‘标记基因区插入外源基因后被破坏，不能表达出β-半乳糖苷酶，故含有目的基因的菌落为白色。