Question

15．回答下列有关基因工程问题．
草甘膦是一种广谱除草剂，其除草机制是抑制植物体内EPSPS酶的合成，最终导致植物死亡．但是，它的使用有时也会影响到农作物的正常生长．目前，已发现可以从一种抗草甘膦的大肠杆菌突变株中分离出EPSPS基因，若将该基因转入农作物植物细胞内，从而获得的转基因植物就能耐受高浓度的草甘膦．
（1）如图A-F表示6株植物，其中，植物A和D对草甘膦敏感，B和E对草甘膦天然具有抗性，C和F则经过了转基因处理，但是否成功还未知．若ABC浇清水，DEF浇的水中含有草甘膦，上述植物中，肯定能健康成长的是ABCE．

（2）图的A和B分别表示两段DNA序列．表格分别表示4种限制性核酸内切酶的酶切位点．

据图：假设位于EPSPS基因两侧的DNA序列均如图A所示，则应选择表格中酶2进行酶切；若位于EPSPS基因两侧的DNA序列分别如图A和B所示，则应选择表中酶2和3进行酶切．
（3）假设大肠杆菌突变菌株甲中EPSPS基因的右侧序列如图B所示，请在方框内画出EPSPS基因的右侧经酶切后产生的两个末端的碱基序列．
（4）图甲是目的基因EPSPS（4.0kb，1kb=1000对碱基）与pUC18质粒（2.7kb）重组的示意图．图中Ap′是抗氨苄青霉素基因，lacZ是显色基因，其上的EcoRI识别位点位于目的基因插入位点的右侧，其控制合成某种酶能将无色染料X-gal变成蓝色，最终能在含无色染料X-gal的培养基上将含该基因的菌落染成蓝色．（图乙中深色圆点即为蓝色菌落）

将处理后的目的基因EPSPS与pUC18质粒、DNA连接酶混合后，再与某菌种混合，若要从混合物中筛选出含EPSPS基因的菌株，在图乙的培养基中必须加入氨苄青霉素．请判断图乙中所出现的白色和蓝色两种菌落中，何种颜色菌落会含有重组质粒白色．
（5）现用EcoRI酶切质粒，酶切后进行电泳观察，若出现长度为3.0和3.7kb和1.0和5.7kb的片段，则可以判断该质粒已与目的基因重组成功．（重组质粒上目的基因的插入位点与EcoRI的识别位点之间的碱基对忽略不计）．
（6）假设EPSPS基因已被成功转移到植物F中，但植物F仍没有表现出抗性，分析可能的原因是目的基因没有成功表达或表达的产物失活．

Answer 1

分析 根据题意分析可知：植物A和D对草甘膦敏感，B和E对草甘膦天然具有抗性，C和F则经过了转基因处理，所以A-C浇清水，都能健康成长．F虽经过了转基因处理，但是否成功还未知，所以D-F浇的水中含有草甘膦，D肯定不能健康成长，E肯定能健康成长，F未知．
一种限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂．

解答 解：（1）根据题意分析可知：植物A和D对草甘膦敏感，B和E对草甘膦天然具有抗性，C和F则经过了转基因处理，所以A-C浇清水，都能健康成长．F虽经过了转基因处理，但是否成功还未知，所以D-F浇的水中含有草甘膦，D肯定不能健康成长，E肯定能健康成长，F未知．因此肯定能健康成长的是ABCE．
（2）因为限制酶具有特异性识别的能力，对照图1所示，所以应选择表中酶2进行酶切．对照图1和2所示，则应选择表中酶2和3同时进行酶切．
（3）画图要求：画出完整的DNA片段，要有两个黏性末端，化学键、碱基序列完整且正确．
（4）将处理后的目的基因EPSPS与pUC18质粒、DNA连接酶混合后，再与某菌种混合，若要从混合物中筛选出含EPSPS基因的菌株，在图乙的培养基中必须加入氨苄青霉素．由于EcoRI将lacZ显色基因破坏了，因此菌落表现为白色．
（5）目的基因被酶切后形成两个片段：1.0kb和3.0kb；质粒被酶切后长度不变：2.7kb．故质粒只能和目的基因片段之一发生重组，如果成功的话将会出现两种情况：3kb和3.7kb或1.0kb和5.7kb．
（6）假设EPSPS基因已被成功转移到植物F中，说明F中已含有EPSPS基因，如果仍没有表现出抗性，则说明EPSPS基因在受体细胞中没有表达或表达的酶没有活性．
故答案为：
（1）ABCE      
（2）2      2和3
（3）
  
（4）氨苄青霉素      白色  
（5）3.0和3.7或1.0和5.7
（6）目的基因没有成功表达或表达的产物失活

点评 本题重点考查基因工程的有关知识，要求掌握基因工程的操作步骤及在生产实践中的运用；能够对基因工程中DNA片段的长短进行简单的计算，难度适中．