Question

【題目】大腸桿菌pUC18質粒是基因工程中常用的運載體。某限制酶在此質粒上的唯一酶切位點位于LacZ基因中，如果沒有插入外源基因，LacZ基因便可表達出β-半乳糖苷酶，當培養基中含有IPTG和X-gal時，X-gal便會被β-半乳糖苷酶水解成藍色，大腸桿菌將形成藍色菌落。反之，則形成白色菌落。下圖表示利用此質粒實施基因工程的主要流程。請分析并回答：

（1）已獲得的目的基因可利用_____________技術進行擴增。

（2）目的基因插入質粒構建重組質粒的過程中，需要DNA連接酶恢復___________鍵。

（3）將試管Ⅰ中的物質和大腸桿菌共同置于試管Ⅱ的目的是____________________；大腸桿菌需事先用Ca2+進行處理，目的是______________________________________。

（4）將試管Ⅱ中的菌液接種于選擇培養基上培養，培養基中除去含有大腸桿菌必需的營養物質和生長因子外，還應加入IPTG、X-gal以及氨芐青霉素，其中加入氨芐青霉素的作用是篩選出__________________。

（5）若觀察到培養基上出現______色菌落，則說明大腸桿菌中已成功導入了重組質粒。如果作為受體細胞的大腸桿菌也含有LacZ基因，則不利于重組質粒的篩選，原因是無論大腸桿菌是否導入重組質粒，菌落均會呈現_________。

Answer 1

【答案】 PCR 磷酸二酯鍵 進行轉化(將目的基因導入大腸桿菌) 使大腸桿菌細胞處于感受態(使大腸桿菌易于吸收環境中的DNA) 導入pUC18質粒的大腸桿菌 白 藍色

【解析】試題分析：分析題圖：大腸桿菌pUC18質粒含有氨芐青霉素抗性基因和LacZ基因，但限制酶的切割位點位于LacZ基因上，所以構建成的重組質粒含有氨芐青霉素抗性基因，但LacZ基因被破壞，不能產生β一半乳糖苷酶。試管Ⅰ中是基因表達載體，試管Ⅱ中是大腸桿菌，將試管I中的物質和大腸桿菌共同置于試管Ⅱ的目的是進行轉化，最后用選擇培養基進行篩選。

（1）PCR技術能在短時間內大量擴增目的基因，所以已獲得的目的基因可利用PCR技術進行擴增。

（2）基因工程中，DNA連接酶作用后形成的是磷酸二脂鍵。

（3）將試管Ⅰ中的物質和大腸桿菌共同置于試管Ⅱ的目的是使目的基因進人受體細胞內，并在受體細胞內維持穩定和表達，即進行轉化；大腸桿菌需事先用Ca2+進行處理，增大細胞壁的通透性，使之處于易于吸收周圍環境中DNA分子的感受態。

（4）由于重組質粒含有氨芐青霉素抗性基因，且沒有被破壞，因此導入重組質粒的大腸桿菌能抗氨芐青霉素，所以培養基中加入氨芐青霉素的作用是篩選出導入pUC18質粒的大腸桿菌。

（5）重組質粒上的LacZ基因被破壞，不能產生β一半乳糖苷酶，若大腸桿菌中已成功導入了重組質粒，則其在含有IPTG和X-gal的培養基中形成白色菌落．如果作為受體細胞的大腸桿菌也含有LacZ基因，則無論大腸桿菌是否導入重組質粒，均會呈現藍色菌落。