Question

13．許多大腸桿菌的質(zhì)粒上含有l(wèi)acZ基因，其編碼的產(chǎn)物β半乳糖苷酶在Xgal和IPTG兩種物質(zhì)存在時(shí)，可以產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，使菌落呈現(xiàn)藍(lán)色，否則菌落呈現(xiàn)白色．基因工程中常利用該原理從導(dǎo)入質(zhì)粒的受體細(xì)胞中篩選出真正導(dǎo)入重組質(zhì)粒的細(xì)胞，過(guò)程如圖所示．
（1）構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，能遺傳給后代，并表達(dá)和發(fā)揮作用．
該過(guò)程是在生物體外（操作環(huán)境）進(jìn)行的，需要使用限制酶和DNA連接酶．
（2）轉(zhuǎn)化過(guò)程中，大腸桿菌應(yīng)先用Ca²⁺處理，使其處于能吸收周圍DNA的狀態(tài)，這種細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞．
（3）在相同條件下的培養(yǎng)基中，菌落③（填序號(hào)）顏色一定為白色的．
（4）檢測(cè)菌落③中的目的基因是否表達(dá)的第一步，可采用的檢測(cè)辦法是分子雜交．
（5）人們獲得目的基因后往往先進(jìn)行擴(kuò)增，通常利用的是PCR技術(shù)，該技術(shù)中使脫氧核苷酸單鏈延伸時(shí)需要利用的酶是Taq酶（熱穩(wěn)定DNA聚合酶），該酶的特點(diǎn)是耐高溫（具有熱穩(wěn)定性）．

Answer 1

分析 分析題圖：目的基因的左側(cè)有限制酶EcoRI的識(shí)別序列，右側(cè)是限制酶SmaI的識(shí)別序列，而質(zhì)粒上只有限制酶EcoRI的識(shí)別序列，所以需要用限制酶EcoRI來(lái)切割質(zhì)粒，用限制酶EcoRI和SmaI來(lái)切割含有目的基因的外源DNA分子，這樣就使目的基因右側(cè)無(wú)法與質(zhì)粒連接，所以目的基因被切割下來(lái)和質(zhì)粒連接之前，需在目的基因的右側(cè)連接限制酶EcoRI切割形成的末端，即-TTAA．用限制酶EcoRI切割質(zhì)粒時(shí)，會(huì)破壞質(zhì)粒上的lacZ'基因，但切割后的質(zhì)粒自身環(huán)化后，lacZ'基因又被修復(fù)，能表達(dá)產(chǎn)生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，可以產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，使菌落呈現(xiàn)藍(lán)色，所以菌落①②呈現(xiàn)藍(lán)色；菌落③導(dǎo)入的是重組質(zhì)粒，其lacZ'基因被破壞，不能表達(dá)產(chǎn)生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，菌落顏色為白色．

解答 解：（1）構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，能遺傳給后代，并表達(dá)和發(fā)揮作用．
基因工程的操作均是在生物體外進(jìn)行的，需要使用限制酶和DNA連接酶．
（2）轉(zhuǎn)化過(guò)程中，大腸桿菌應(yīng)先用Ca²⁺處理，使其處于能吸收周圍DNA的狀態(tài)，這種細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞．
（3）用限制酶EcoRI切割質(zhì)粒時(shí)，會(huì)破壞質(zhì)粒上的lacZ'基因，但切割后的質(zhì)粒自身環(huán)化后，lacZ'基因又被修復(fù)，能表達(dá)產(chǎn)生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，可以產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，使菌落呈現(xiàn)藍(lán)色，所以菌落①②呈現(xiàn)藍(lán)色；菌落③導(dǎo)入的是重組質(zhì)粒，其lacZ'基因被破壞，不能表達(dá)產(chǎn)生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，菌落顏色為白色．
（4）檢測(cè)菌落③中的目的基因是否表達(dá)的第一步（即目的基因是否發(fā)生轉(zhuǎn)錄），可采用的檢測(cè)辦法是分子雜交．
（5）人們獲得目的基因后往往先進(jìn)行擴(kuò)增，通常利用的是PCR技術(shù)，該技術(shù)中使脫氧核苷酸單鏈延伸時(shí)需要利用Taq酶（熱穩(wěn)定DNA聚合酶），該酶的特點(diǎn)是耐高溫（具有熱穩(wěn)定性）．
故答案為：
（1）使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，能遺傳給后代，并表達(dá)和發(fā)揮作用 
生物體外      DNA連接
（2）Ca²⁺感受態(tài)
（3）③
（4）分子雜交
（5）PCR      Taq酶（熱穩(wěn)定DNA聚合酶）      耐高溫（具有熱穩(wěn)定性）

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合題圖，考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生分析題圖提取有效信息的能力；能理解所學(xué)知識(shí)要點(diǎn)，把握知識(shí)間內(nèi)在聯(lián)系的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生物學(xué)問(wèn)題的能力．