Question

【題目】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質粒中含有lacZ基因外，還含有含氨芐青霉素抗性基因。若lacZ基因完整，便可表達出α-半乳糖苷酶，α-半乳糖苷酶能將培養基中含有的IPTG和X-gal水解成藍色，形成藍色菌落圈；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α-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）目的基因是_____________________________。

（2）過程③④需要________________________酶。

（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，用以篩選導入了重組質粒的受體大腸桿菌。

（4）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：菌落處有藍色、菌落處有白色、菌落不能生長。成功導入重組質粒的菌落圈的表現是______________。

有些菌落在該培養基中不能生長，原因是_____________________________________。

Answer 1

【答案】胰島素基因 DNA連接酶 IPTG、X-gal、氨芐青霉素 長出白色菌落 未導入任何人工合成質粒的大腸桿菌或大腸桿菌中無人工合成的質粒

【解析】

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）圖中表示的是將人類的胰島素基因與puc118質粒載體連接后，轉化到受體細胞，因此目的基因是胰島素基因。
（2）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。
（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”可以知道，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）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。那些在培養基中不能生長的原因是未導入任何人工合成質粒的大腸桿菌或大腸桿菌中無人工合成的質粒。