Question

13．某一質(zhì)粒載體如圖1所示，若將 HSA 基因插入到 Ampr 或 Tetr 中會導致相應的基因失活（Ampr 表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr 表示四環(huán)素抗性基因）．有人將此質(zhì)粒載體用 BamHI 酶切后，與用 BamHI 酶切獲得的目的基因混合，加入 DNA 連接酶進行連接反應，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌，結果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化．被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌．回答下列問題：

（1）質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有能夠自我復制、具有標記基因、具有一個至多個限制酶切割位點（答出兩點即可）．而作為基因表達載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子．若 采用 PCR 技術擴增 HSA 基因，圖2中箭頭表示一條引物結合模板的位置及擴增方向，請用箭頭在方框內(nèi)標出標出另 一條引物的位置及擴增方向．
（2）如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含有環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的，其原因是二者均不含氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上都不能生長；并且含有質(zhì)粒載體和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的細胞也是不能區(qū)分的，其原因是二者都含氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長．在上述篩選的基礎上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有四環(huán)素的固體培養(yǎng)基．
（3）將重組質(zhì)粒導入大腸桿菌時需用Ca²⁺處理大腸桿菌使之成為感受態(tài)．

Answer 1

分析 1、“分子運輸車”--載體
（1）載體具備的條件：①能在受體細胞中復制并穩(wěn)定保存．
②具有一至多個限制酶切點，供外源DNA片段插入．
③具有標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇．
（2）最常用的載體是質(zhì)粒，它是一種裸露的、結構簡單的、獨立于細菌染色體之外，并具有自我復制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子．
（3）其它載體：噬菌體的衍生物、動植物病毒．
2、將目的基因?qū)�入微生物細胞：原核生物作為受體細胞的原因是 繁殖快、多為單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少，最常用的原核細胞是 大腸桿菌，其轉(zhuǎn)化方法是：先用 Ca²⁺處理細胞，使其成為  感受態(tài)細胞，再將 重組表達載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細胞混合，在一定的溫度下促進感受態(tài)細胞吸收DNA分子，完成轉(zhuǎn)化過程．

解答 解：（1）載體具備的條件：①能在受體細胞中復制并穩(wěn)定保存．②具有一至多個限制酶切點，供外源DNA片段插入．③具有標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇．作為基因表達載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子．若采用PCR 技術擴增 HSA 基因，基因的兩條鏈是反向平行的，因此兩條鏈擴增的方向也是相反的，如圖所示：．

（2）由于未被轉(zhuǎn)化的和僅含有環(huán)狀目的基因的大腸桿菌中不含有氨芐青霉素抗性基因，因此如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選，未被轉(zhuǎn)化的和僅含有環(huán)狀目的基因的大腸桿菌均不能存活，因此兩者是不能區(qū)分的；含有質(zhì)粒的大腸桿菌和含重組質(zhì)粒的大腸桿菌的細胞由于均含有氨芐青霉素抗性基因，在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上都能生長，因此兩者也是不能區(qū)分的．在上述篩選的基礎上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有四環(huán)素的固體培養(yǎng)基，即含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌在其中不能生長，而含有普通質(zhì)粒的大腸桿菌能生長．
（3）受體細胞是微生物時，需要用Ca²⁺溶液處理大腸桿菌使之成為感受態(tài)．
故答案為：
（1）能夠自我復制、具有標記基因、具有一個至多個限制酶切割位點    終止子    
（2）二者均不含氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上都不能生長      含有質(zhì)粒載體         含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒（或答含有重組質(zhì) 粒）        二者都含氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長       四環(huán)素
（3）Ca²⁺

點評 本題考查了基因工程的有關知識，要求考生能夠識記質(zhì)粒作為運載體的條件，掌握目的基因檢測和鑒定的方法，再結合題干信息準確分析．