Question

13．为探究SHH基因与角化囊肿发生的相关性，科研人员利用SHH基因的非模板链转录合成RNA作为探针，进行分子杂交实验，以检测SHHH基因在角化囊肿中的表达情况．其基本流程如图：（Amp表示氨苄青霉素抗性基因；LacZ基因被SHH基因插入后不表达）请回答：

（1）基因工程成功实施的理论基础有不同的DNA分子具有相同的双螺旋结构；自然界中所有生物共用一套遗传密码子．
（2）重组载体中SHH基因转录合成RNA探针时，需要（需要/不需要）启动子．
（3）步骤②中，用Ca²⁺处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞，然后导入重组载体．实验中，用添加氨苄青霉素的培养基培养大肠杆菌，未导入质粒的细菌将会死亡，原因是这此细菌不含有Amp（或氨苄青霉素抗性或抗性）基因．
（4）能表达LacZ基因的大肠杆菌在含有IPTG和X-gal的培养基上会形成蓝色菌落，易于识别．根据上述原理可以初步判断白色（蓝色/白色）菌落中的大肠杆菌为重组菌．
（5）将制备的探针加入角化囊肿切片中，探针将与SHH转录的mRNA形成杂交带，进而判断SHH基因的转录情况，此过程用到的相关检测方法（技术）是分子杂交技术．

Answer 1

分析 分析题图：图示是检测SHHH基因在角化囊肿中表达情况的流程，其中①为基因表达载体的构建过程，该过程需要限制酶和DNA连接酶；②是将目的基因导入受体细胞的过程；③表示用含有氨苄青霉素、IPTG和X-gal的选择培养基进行筛选；④表示用探针进行检测．

解答 解：（1）基因工程的理论基础：不同的DNA分子具有相同的双螺旋结构，所以不同生物的DNA才可以连接起来；自然界中所有生物共用一套遗传密码子，所有一种生物的基因能在另一种生物体内表达．
（2）由图可知，SHH基因插入在LacZ基因，LacZ基因被SHH基因插入后不表达，所以要使SHH基因表达就需要启动子．
（3）大肠杆菌细胞用Ca²⁺处理后就成为能吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞；要在添加氨苄青霉素的培养基上生存，一定要含有抗氨苄青霉素基因才可以，没有抗氨苄青霉素基因将会死亡．
（4）能表达LacZ基因的大肠杆菌在含有IPTG和X-gal的培养基上会形成蓝色菌落，重组菌中LacZ基因被SHH基因插入后不表达，在含有IPTG和X-gal的培养基上会形成白色菌落．
（4）判断SHH基因的转录情况，也就是判断SHH基因是否转录出mRNA，可采用分子杂交技术．
故答案为：
（1）不同的DNA分子具有相同的双螺旋结构；自然界中所有生物共用一套遗传密码子
（2）需要
（3）感受态    Amp（或氨苄青霉素抗性或抗性）
（4）白色
（5）SHH转录的mRNA    分子杂交技术

点评 本题结合图解，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤，能根据题中信息“LacZ基因被SHH基因插入后不表达”和图中信息答题，明确SHH基因插入会破坏LacZ基因，再根据题干要求答题．