Question

5．大腸桿菌PUC118質(zhì)粒的有某限制性核酸內(nèi)切酶唯一酶切序列，位于該質(zhì)粒的lacZ基因中．如果lacZ基因沒有插入外源基因，該基因能表達出β-半乳糖苷酶，當(dāng)培養(yǎng)基中含有IPTG和X-gal時，X-gal會被β-半乳糖苷酶水解成藍色，大腸桿菌將形成藍色菌落；如果lacZ基因中插入了外源基因，帶有PUC118質(zhì)粒的大腸桿菌便不能表達出β-半乳糖苷酶，培養(yǎng)基中的X-gal不會被水解成藍色，大腸桿菌將形成白色菌落．PUC118質(zhì)粒還攜帶氨芐青霉素抗性基因．圖是利用lacZ基因的插入失活篩選導(dǎo)入重組質(zhì)粒大腸桿菌示意圖．
（1）作為受體的大腸桿菌應(yīng)該無氨芐青霉素抗性基因，以方便篩選已導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌．在試管Ⅱ中常加入氯化鈣溶液，作用是增加細胞某結(jié)構(gòu)的通透性；并加入試管Ⅰ中制備的DNA
（2）圖中的選擇培養(yǎng)基中除含有大腸桿菌必需的各種營養(yǎng)物質(zhì)外，還應(yīng)加入氨芐青霉素、IPTG、X-gal
（3）將上述處理后的大腸桿菌置于圖中選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)，以檢測受體大腸桿菌是否導(dǎo)入重組質(zhì)粒，請預(yù)測結(jié)果和結(jié)論：
①若菌落為藍色，則大腸桿菌未導(dǎo)入重組質(zhì)粒
②若菌落為白色，則大腸桿菌導(dǎo)入重組質(zhì)粒．

Answer 1

分析 分析題圖：圖示表示利用lacZ基因篩選重組質(zhì)粒的過程，其中試管Ⅰ中進行的是基因表達載體的構(gòu)建過程，試管Ⅱ是將目的基因?qū)�入受體細胞的過程；培養(yǎng)基用于用于篩選含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌；試管Ⅲ表示擴大培養(yǎng)重組菌．

解答 解：（1）由圖可知質(zhì)粒上的氨芐青霉素抗性基因為標(biāo)記基因，因此作為受體的大腸桿菌應(yīng)不含氨芐青霉素抗性基因，以便篩選已導(dǎo)入重組質(zhì)粒的受體大腸桿菌．將目的基因?qū)�入微生物細胞時常采用感受態(tài)細胞法，即用氯化鈣溶液處理微生物細胞以增加其細胞壁的通透性，使受體細胞處于易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)．
（2）結(jié)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(yǎng)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(zhì)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(yǎng)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(yǎng)物質(zhì)外，還應(yīng)加入IPTG、X-gal、氨芐青霉素等物質(zhì)，用以篩選導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的受體大腸桿菌．
（3）如果長出藍色菌落，說明自連的運載體PUC118質(zhì)粒已轉(zhuǎn)入受體菌，但目的基因沒有接入運載體或說明重組質(zhì)粒沒導(dǎo)入受體大腸桿菌；如果長出白色菌落，說明重組質(zhì)粒已導(dǎo)入受體大腸桿菌．
故答案為：
（1）無氨芐青霉素抗性基因    氯化鈣     試管Ⅰ中制備的DNA
（2）氨芐青霉素、IPTG、X-gal
（3）①若菌落為藍色，則大腸桿菌未導(dǎo)入重組質(zhì)粒  
②若菌落為白色，則大腸桿菌導(dǎo)入重組質(zhì)粒

點評 本題結(jié)合圖表，考查基因工程的原理及技術(shù)、微生物的培養(yǎng)和分離等知識，要求考生識記基因工程的原理及操作過程，能根據(jù)圖中和題中信息答題；識記微生物的培養(yǎng)和分離，能分析表格提取有效信息并得出正確的結(jié)論．