Question

【題目】科研人員利用基因工程技術構建蜂鳥的基因組文庫，研究β-球蛋白基因的功能，流程如圖1所示。

（1）首先需要用同種__________處理蜂鳥的DNA和質粒，并用DNA連接酶處理，得到__________，再與經__________處理得到的感受態大腸桿菌混合。將混合物接種到添加__________的培養基上培養，一段時間后，選擇顏色為__________（填“白色”或“藍色”）的菌落進一步培養，獲得導入蜂鳥DNA片段的大腸桿菌。用上述方法可以獲得導入蜂鳥不同基因的大腸桿菌，構建出蜂鳥的__________。

（2）科研人員可從獲得的大腸桿菌中提取__________，利用圖2中的__________引物組合進行PCR，以進一步研究蜂鳥β-球蛋白基因的功能。

（3）導入大腸桿菌的蜂鳥β-球蛋白基因并未表達正常功能的蛋白質，可能的原因是__________。（寫出一項即可）

Answer 1

【答案】限制性核酸內切酶 重組質粒 Ca2+ 氨芐青霉素和X 白色 基因文庫 DNA B和D 大腸桿菌無法正常完成蜂鳥基因表達的肽鏈的加工

【解析】

質粒中有氨芐青霉素抗性基因和L基因，前者讓受體細胞具有抗氨芐青霉素的能力，后者基因表達產物能使物質X呈現藍色。在構建基因表達載體時，據圖可知，氨芐親霉素抗性基因完好，而L基因被破壞，因此使用添加了氨芐青霉素和物質X的培養基培養經經感染大腸桿菌時，應選擇白色的菌落克隆培養，就能獲得導入了重組質粒的大腸桿菌。

（1）將蜂鳥的β-球蛋白基因導入大腸桿菌前，需先構建基因表達載體，即先用同種限制酶處理蜂鳥的DNA和質粒，并用DNA連接酶酶進一步處理以得到重組質粒；將目的基因導入微生物細胞常用感受態細胞法，即用Ca2+處理微生物細胞，使其處于易于吸收周圍環境中DNA分子的感受態；由于重組質粒中含有氨芐青霉素抗性基因，且L基因被破壞，因此應使用添加了氨芐青霉素和物質X的培養基培養經上述處理的大腸桿菌，一段時間后，選擇白色的菌落克隆培養。用上述方法可以獲得導入蜂鳥各種基因的諸多大腸桿菌的克隆，形成蜂鳥的基因文庫。

（2）科研人員可從獲得的大腸桿菌中提取DNA，用圖2中的B和D兩種引物完成PCR擴增（子鏈延伸的方向是5′→3′），以進一步研究蜂鳥β-球蛋白基因的功能。

（3）導入大腸桿菌的蜂鳥β-球蛋白基因并未表達正常功能的蛋白質，可能的原因是：大腸桿菌是原核生物，無法正常完成蜂鳥基因表達的肽鏈的加工過程。