Question

大肠杆菌的质粒上含有lacZ基因，其编码的产物β-半乳糖苷酶在X－gal和IPTG同时存在时，可以产生蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色，否则菌落呈现白色。如图为利用该质粒进行的转基因过程，请据图回答下列相关问题：

（1）图中切割目的基因时用到___________种限制酶，而切割质粒时用到的限制酶是_____________________________。

（2）在基因工程的“四步曲”中，目的基因的检测和鉴定阶段除了分子水平检测外有时还需要_____水平的检测。

（3）图中的受体细胞是______________，其作为受体细胞的优点是_________。

（4）在培养基中加入X－gal和IPTG的目的是______________________；结合题干信息，菌落①②③的颜色分别是_________、____________、__________。

Answer

2 EcoRI酶 个体 大肠杆菌 繁殖快，多为单细胞，遗传物质少 筛选导入了重组质粒的大肠杆菌 蓝色 蓝色 白色

【解析】

分析题图：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，切割目的基因时用到2种限制酶，而切割质粒时用到的限制酶是EcoRⅠ。
（2）要检测基因是否成功表达，除了进行分子水平检测外，有时还需要进行个体水平的鉴定.
（3）图中的受体细胞是大肠杆菌，其作为受体细胞的优点是 繁殖快，遗传物质相对较少，易培养等。
（4）在培养基中加入X-gal和IPTG的目的是筛选导入了重组质粒的大肠杆菌；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。