Question

大肠杆菌的一种质粒仅含某限制酶的一个识别序列，就位于该质粒的lacZ基因中．lacZ基因可表达出半乳糖苷酶．当培养基中含有两种物质I和X时，X便会被半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将长成蓝色菌落．但在lacZ基因中插入外源基因，带有该种质粒的大肠杆菌便不能表达半乳糖苷酶，培养基中的X不会被水解成蓝色，大肠杆菌将长成白色菌落．如图是利用lacZ基因的插入失活、筛选出重组质粒的示意图．体外构建的这种大肠杆菌质粒还携带了氨苄青霉素抗性基因．据图回答下列问题：
（1）作为受体，大肠杆菌应

 

（填“含有”或“不含”）氨苄青霉素抗性基因，以方便筛选成功导入重组质粒的受体大肠杆菌．取用氯化钙溶液处理过的受体大肠杆菌，置于试管Ⅱ中，完成基因工程操作的步骤．
（2）图中的选择培养基中除含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子等营养物质外，还应加入

 

和氨苄青霉素等物质，用以筛选导入了重组质粒的受体大肠杆菌．
（3）将上述处理后的大肠杆菌置于图中选择培养基上培养，以检测受体大肠杆菌是否导入重组质粒，请预测菌落的颜色，并分析结果：
①若长出蓝色菌落，说明

 

．
②若长出白色菌落，说明

 

．
（4）若改用噬菌体为运载体，科学家分别用³²P、³⁵S标记噬菌体内的目的基因、蛋白质外壳，在图中标记元素³²P、³⁵S所在部位依次是

 

（填图2中标号 ）．

Answer 1

考点：基因工程的原理及技术,微生物的分离和培养

专题：

分析：题中“lacZ基因中如果没有插入外源基因，lacZ基因便可表达出β-半乳糖苷酶，当培养基中含有IPTG和X-gal时，X-gal便会被β-半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落；如果lacZ基因中插入了外源基因，带有pUC118质粒的大肠杆菌便不能表达β-半乳糖苷酶，培养基中的X-gal不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落”这句信息是解答（2）（3）两小题的依据．

解答： 解：（1）PUC118质粒携带了氨苄青霉素抗性基因，为了便于筛选，受体大肠杆菌应不含氨苄青霉素抗性基因，这样才能在含有氨苄青霉素的培养基上筛选出导入重组质粒的受体大肠杆菌．
（2）筛选导入了重组质粒的受体大肠杆菌，质粒lacZ基因中插入了外源基因，带有PUC118质粒的大肠杆菌便不能表达β-半乳糖苷酶，培养基中的X-gal不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落，因此选择培养基中还应加入IPTG、X-gal．
（3）如果长出蓝色菌落，说明自连的运载体PUC118质粒已转入受体菌，但目的基因没有接入运载体或说明重组质粒没导入受体大肠杆菌；如果长出白色菌落，说明重组质粒已导入受体大肠杆菌．
（4）DNA分子中，P存在于①磷酸基团中；在蛋白质中，S存在于④R基团中．
故答案为：
（1）不含
（2）IPTG、X-gal
（3）①自连的运载体pUC118质粒已转入受体菌，但目的基因没有转入运载体（或说明重组质粒没有导入受体大肠杆菌）
②重组质粒已导入受体大肠杆菌
（4）①④

点评：本题考查了基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的具体步骤及相关细节，能根据图中和题文中的信息准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查．