Question

【生物-选修3：现代生物科技专题】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）。图甲为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。图乙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              酶切，酶切产物用            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              的培养基中。

（3）在培养基中，不能生长的菌株为             ；产生蓝色菌落的菌株为             ；产生白色菌落的菌株为             （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              。

Answer

（除特殊标记外，每空2分，共15分）

（1）EcoRⅠ DNA连接酶

（2）（无色物质）X-Gal和四环素（3分，写不全0分）

（3）A、B C D

（4）λ噬菌体衍生物

【解析】（1）限制酶应同时能将目的基因和运载体切割，分析所给目的基因和运载体，应用EcoRI酶切，然后用DNA连接酶将目的基因和运载体进行连接，得到重组质粒后导入到受体菌种。

（2）因为运载体中含有四环素的抗性基因，所以应在含有四环素的培养基上。并且含有重组目的基因的宿主细胞不会使无色物质X-Gal分解，菌落呈白色，所以宿主细胞应放在无色物质X-Gal和四环素的培养基中。

（3）在培养基上不能生长的应为A和B，即没有抗性的。产生蓝色菌落的应为含质粒载体的菌株，即C，没有插入外源基因的载体。而插入含有外源目的基因的重组质粒应是白色的，即D。

（4）作为基因工程的运载体有质粒、动植物病毒和λ噬菌体衍生物。

【考点定位】本题考查基因工程相关知识，意在考察考生对知识点的识记理解掌握程度。

【名师点睛】易错警示 规避与基因工程操作有关的7个失分点

（1）目的基因的插入位点不是随意的：基因表达需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位。

（2）基因工程操作过程中只有第三步（将目的基因导入受体细胞）没有碱基互补配对现象。

（3）原核生物作为受体细胞的优点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少。

（4）转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。

（5）一般情况下，用同一种限制酶切割质粒和含有目的基因的片段，但有时可用两种限制酶分别切割质粒和目的基因，这样可避免质粒和质粒之间、目的基因和目的基因之间的

连接。

（6）不熟悉标记基因的种类和作用：标记基因的作用——筛选、检测目的基因是否导入受体细胞，常见的有抗生素抗性基因、发光基因（表达产物为带颜色的物质）等。

（7）还应注意的问题有：①基因表达载体中，启动子（DNA片段）≠起始密码子（RNA）；终止子（DNA片段）≠终止密码子（RNA）。②基因表达载体的构建是最核心、最关键的一步，在体外进行。