Question

【題目】利用轉基因技術可以生產出更多廉價的胰島素，斜土為轉基因實驗過程示意圖，其中數字表示相應過程。

天然大腸桿菌質粒一般含有LacZ基因而不含氨芐青霉素抗性基因；人工合成的大腸桿菌puc118質粒中除含有LacZ基因外，還含有氨芐青霉素抗性基因。

若lacZ基因完整，便可表達出β-半乳糖苷酶，β-半乳糖苷酶能將培養基中含有的IPTG和X-gal水解成藍色，形成藍色菌落；若lacZ基因中插入了外源基因，帶有puc118質粒的大腸桿菌便不能表達β-半乳糖苷酶，將形成白色菌落。此實驗方法可以用于鑒別轉基因實驗是否獲得成功。

（1）過程①②一般需要的限制性內切酶主要是從____________分離純化出來的；過程③④需要______酶。

（2）檢測受體大腸桿菌是否導入重組質粒。培養一段時間后出現三種類型：藍色菌落、白色菌落、無菌落形成。成功導入重組質粒的菌落的表現是________________。

（3）圖中的培養基中除含有大腸桿菌必需營養成分外，還應加入____________等物質，用于篩選導入了重組質粒的受體大腸桿菌。

（4）大腸桿菌細胞最常用的轉化方法是：首先用_____________處理細胞，使細胞處于一種____________的生理狀態，這種細胞稱為感受態細胞。第二步是將____________與感受態細胞混合，在一定的溫度下完成轉化。

Answer 1

【答案】 原核生物 DNA連接 白色菌落 IPTG、X-gal、氨芐青霉素 Ca2+ 能吸收周圍環境中DNA分子 重組表達載體DNA分子溶于緩沖液中

【解析】試題分析：分析題圖：圖示表示利用lacZ基因篩選重組質粒的過程，其中①②表示用限制酶切割運載體和含有目的基因的外源DNA分子；③④表示用DNA連接酶將目的基因與運載體連接形成重組DNA；⑤表示將目的基因導入受體細胞；⑥表示培養增殖；⑦表示分離純化；⑧表示擴大培養。

（1）過程①②一般需要用同種限制酶切割，以產生相同的粘性末端；過程③④需要DNA連接酶將目的基因與運載體連接形成重組質粒。

（2）如果長出藍色菌落，說明自連的運載體PUC118質粒已轉入受體菌，但重組質粒沒導入受體大腸桿菌；如果長出白色菌落，說明重組質粒已導入受體大腸桿菌。

（3）本題是利用lacZ基因的插入失活篩選重組質粒，結合題干信息“若lacZ基因完整，便可表達出β-半乳糖苷酶，并能將培養基中含有的IPTG和X-gal水解成藍色，形成藍色菌落；若lacZ基因中插入了外源基因，帶有pUC118質粒的大腸桿菌便不能表達β-半乳糖苷酶，將形成白色菌落；pUC118還攜帶了氨芐青霉素抗性基因。”可知，圖中的選擇培養基中除含有大腸桿菌必需的葡萄糖、氮源、無機鹽、水、生長因子等營養物質外，還應加入IPTG、X-gal、氨芐青霉素等物質，用以篩選導入了重組質粒的受體大腸桿菌。

（4）大腸桿菌最常用的轉化方法是：首先用Ca2+處理細胞，使細胞處于一種能吸收環境中DNA的生理狀態，這種狀態的細胞被稱作感受態細胞。然后將重組表達載體DNA溶于緩沖液中與感受態細胞混合，在一定的溫度條件下促進感受態細胞吸收DNA，完成轉化過程。