Question

【題目】在繁殖期間，大熊貓雄性和雌性都可與多個異性交配。動物園圍養(yǎng)時，為避免后代近親交配導致群體生活力下降，需確定未知的親子關(guān)系。簡單重復序列（SSR）也稱微衛(wèi)星DNA，它在大熊貓個體之間具有豐富的多樣性，可用于親子鑒定。請回答問題：

（1）大腸桿菌pUC18質(zhì)粒上的LacZ基因序列中沒有插入目的基因時，在外源IPIG誘導下可表達出β-半乳糖苷酶，將培養(yǎng)基中的X-gal水解成藍色，大腸桿菌將形成藍色菌落。反之，則形成白色菌落�？茖W家利用pUC18質(zhì)粒，通過構(gòu)建基因文庫篩選大熊貓SSR位點。

①提取大熊貓基因組DNA，用________________處理DNA和pUC18質(zhì)粒，獲得重組質(zhì)粒后，將其與__________處理的大腸桿菌懸液混合，完成轉(zhuǎn)化。

②將試管Ⅱ中的菌液接種于選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)，培養(yǎng)基中應含有大腸桿菌必需的營養(yǎng)物質(zhì)和生長因子，還應加入_________________以及氨芐青霉素，其中加芐青霉素的作用是_________________的大腸桿菌。

③觀察到培養(yǎng)基上出現(xiàn)________________色菌落，則說明大腸桿菌中已成功導入了重組質(zhì)粒，取該顏色菌落篩選SSR位點，進行測序，并設計引物通過PCR擴增SSR位點。

（2）科學家利用PCR擴增SSR位點，對大熊貓進行親子鑒定結(jié)果如下圖：

由于基因突變的頻率較低，因此，子代__________________是母本與疑似父本2的后代。

Answer 1

【答案】同種限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶 鈣離子 IPTG、X-gal 篩選出導入pUC18質(zhì)粒和重組質(zhì)粒 白 1和2

【解析】

本題主要考查基因工程的有關(guān)知識。構(gòu)建基因表達載體，需要相同的限制酶和DNA連接酶，保證目的基因和運載體連接；導入大腸桿菌，需用鈣離子處理，使其更容易吸收外源DNA；pUC18質(zhì)粒上的LacZ基因序列中沒有插入目的基因，大腸桿菌形成藍色菌落，插入目的基因，就形成白色菌落。

（1）①提取大熊貓基因組DNA，用同種限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶處理DNA和pUC18質(zhì)粒，使目的基因和pUC18質(zhì)粒含有相同黏性末端，能夠順利連接，從而獲得重組質(zhì)粒，用鈣離子處理的大腸桿菌，使其變成感受態(tài)細胞，更容易吸收外源DNA。

②若pUC18質(zhì)粒上的LacZ基因序列中沒有插入目的基因，IPIG可誘導大腸桿菌表達出β-半乳糖苷酶，將X-gal水解成藍色，出現(xiàn)藍色菌落，故培養(yǎng)基中除含有大腸桿菌必需的營養(yǎng)物質(zhì)和生長因子外，還應加入IPTG、X-gal，因pUC18質(zhì)粒上含氨芐青霉素抗性基因，故加氨芐青霉素可以篩選出導入pUC18質(zhì)粒和重組質(zhì)粒的大腸桿菌。

③若pUC18質(zhì)粒上的LacZ基因序列中插入了目的基因，LacZ基因被破壞，不能合成β-半乳糖苷酶，培養(yǎng)基中的X-gal就不會水解，故觀察到培養(yǎng)基上出現(xiàn)白色菌落，則說明大腸桿菌中已成功導入了含目的基因的重組質(zhì)粒，取該顏色菌落篩選SSR位點，進行測序，并設計引物通過PCR擴增SSR位點。

（2）由于基因突變的頻率較低，根據(jù)圖中片段分析，子代1和2是母本與疑似父本2的；片段有相似的部分，子代3沒有與母本和父本相似的部分，因此，子代1和2是母本與疑似父本2的后代。