Question

15．回答下列有關(guān)基因工程問題．
草甘膦是一種廣譜除草劑，其除草機(jī)制是抑制植物體內(nèi)EPSPS酶的合成，最終導(dǎo)致植物死亡．但是，它的使用有時(shí)也會(huì)影響到農(nóng)作物的正常生長．目前，已發(fā)現(xiàn)可以從一種抗草甘膦的大腸桿菌突變株中分離出EPSPS基因，若將該基因轉(zhuǎn)入農(nóng)作物植物細(xì)胞內(nèi)，從而獲得的轉(zhuǎn)基因植物就能耐受高濃度的草甘膦．
（1）如圖A-F表示6株植物，其中，植物A和D對草甘膦敏感，B和E對草甘膦天然具有抗性，C和F則經(jīng)過了轉(zhuǎn)基因處理，但是否成功還未知．若ABC澆清水，DEF澆的水中含有草甘膦，上述植物中，肯定能健康成長的是ABCE．

（2）圖的A和B分別表示兩段DNA序列．表格分別表示4種限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點(diǎn)．

據(jù)圖：假設(shè)位于EPSPS基因兩側(cè)的DNA序列均如圖A所示，則應(yīng)選擇表格中酶2進(jìn)行酶切；若位于EPSPS基因兩側(cè)的DNA序列分別如圖A和B所示，則應(yīng)選擇表中酶2和3進(jìn)行酶切．
（3）假設(shè)大腸桿菌突變菌株甲中EPSPS基因的右側(cè)序列如圖B所示，請?jiān)诜娇騼?nèi)畫出EPSPS基因的右側(cè)經(jīng)酶切后產(chǎn)生的兩個(gè)末端的堿基序列．
（4）圖甲是目的基因EPSPS（4.0kb，1kb=1000對堿基）與pUC18質(zhì)粒（2.7kb）重組的示意圖．圖中Ap′是抗氨芐青霉素基因，lacZ是顯色基因，其上的EcoRI識(shí)別位點(diǎn)位于目的基因插入位點(diǎn)的右側(cè)，其控制合成某種酶能將無色染料X-gal變成藍(lán)色，最終能在含無色染料X-gal的培養(yǎng)基上將含該基因的菌落染成藍(lán)色．（圖乙中深色圓點(diǎn)即為藍(lán)色菌落）

將處理后的目的基因EPSPS與pUC18質(zhì)粒、DNA連接酶混合后，再與某菌種混合，若要從混合物中篩選出含EPSPS基因的菌株，在圖乙的培養(yǎng)基中必須加入氨芐青霉素．請判斷圖乙中所出現(xiàn)的白色和藍(lán)色兩種菌落中，何種顏色菌落會(huì)含有重組質(zhì)粒白色．
（5）現(xiàn)用EcoRI酶切質(zhì)粒，酶切后進(jìn)行電泳觀察，若出現(xiàn)長度為3.0和3.7kb和1.0和5.7kb的片段，則可以判斷該質(zhì)粒已與目的基因重組成功．（重組質(zhì)粒上目的基因的插入位點(diǎn)與EcoRI的識(shí)別位點(diǎn)之間的堿基對忽略不計(jì)）．
（6）假設(shè)EPSPS基因已被成功轉(zhuǎn)移到植物F中，但植物F仍沒有表現(xiàn)出抗性，分析可能的原因是目的基因沒有成功表達(dá)或表達(dá)的產(chǎn)物失活．

Answer 1

分析 根據(jù)題意分析可知：植物A和D對草甘膦敏感，B和E對草甘膦天然具有抗性，C和F則經(jīng)過了轉(zhuǎn)基因處理，所以A-C澆清水，都能健康成長．F雖經(jīng)過了轉(zhuǎn)基因處理，但是否成功還未知，所以D-F澆的水中含有草甘膦，D肯定不能健康成長，E肯定能健康成長，F(xiàn)未知．
一種限制酶能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂．

解答 解：（1）根據(jù)題意分析可知：植物A和D對草甘膦敏感，B和E對草甘膦天然具有抗性，C和F則經(jīng)過了轉(zhuǎn)基因處理，所以A-C澆清水，都能健康成長．F雖經(jīng)過了轉(zhuǎn)基因處理，但是否成功還未知，所以D-F澆的水中含有草甘膦，D肯定不能健康成長，E肯定能健康成長，F(xiàn)未知．因此肯定能健康成長的是ABCE．
（2）因?yàn)橄拗泼妇哂刑禺愋宰R(shí)別的能力，對照圖1所示，所以應(yīng)選擇表中酶2進(jìn)行酶切．對照圖1和2所示，則應(yīng)選擇表中酶2和3同時(shí)進(jìn)行酶切．
（3）畫圖要求：畫出完整的DNA片段，要有兩個(gè)黏性末端，化學(xué)鍵、堿基序列完整且正確．
（4）將處理后的目的基因EPSPS與pUC18質(zhì)粒、DNA連接酶混合后，再與某菌種混合，若要從混合物中篩選出含EPSPS基因的菌株，在圖乙的培養(yǎng)基中必須加入氨芐青霉素．由于EcoRI將lacZ顯色基因破壞了，因此菌落表現(xiàn)為白色．
（5）目的基因被酶切后形成兩個(gè)片段：1.0kb和3.0kb；質(zhì)粒被酶切后長度不變：2.7kb．故質(zhì)粒只能和目的基因片段之一發(fā)生重組，如果成功的話將會(huì)出現(xiàn)兩種情況：3kb和3.7kb或1.0kb和5.7kb．
（6）假設(shè)EPSPS基因已被成功轉(zhuǎn)移到植物F中，說明F中已含有EPSPS基因，如果仍沒有表現(xiàn)出抗性，則說明EPSPS基因在受體細(xì)胞中沒有表達(dá)或表達(dá)的酶沒有活性．
故答案為：
（1）ABCE      
（2）2      2和3
（3）
  
（4）氨芐青霉素      白色  
（5）3.0和3.7或1.0和5.7
（6）目的基因沒有成功表達(dá)或表達(dá)的產(chǎn)物失活

點(diǎn)評 本題重點(diǎn)考查基因工程的有關(guān)知識(shí)，要求掌握基因工程的操作步驟及在生產(chǎn)實(shí)踐中的運(yùn)用；能夠?qū)�基因工程中DNA片段的長短進(jìn)行簡單的計(jì)算，難度適中．