Question

大腸桿菌與人類(lèi)的生產(chǎn)生活密切相關(guān)．據(jù)圖表回答下列有關(guān)問(wèn)題：

接種的菌類(lèi)	一般培養(yǎng)基	實(shí)驗(yàn)處理及結(jié)果
A	不生長(zhǎng)	添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)甲，能生長(zhǎng)
B	不生長(zhǎng)	添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)乙，能生長(zhǎng)
A+B	能生長(zhǎng)	不添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)甲、乙就能生長(zhǎng)
表：對(duì)大腸桿菌變株A和B的實(shí)驗(yàn)過(guò)程

（1）科研人員用放射線處理某大腸桿菌獲得兩個(gè)突變株A和B，然后對(duì)A和B進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表．
①突變株A不能在一般培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的直接原因是

 

．將突變株A和B混合在一起接種于一般培養(yǎng)基中，卻能正常生長(zhǎng)的最可能原因是

 

．
②根據(jù)表可知，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)甲、乙對(duì)突變株A、B來(lái)說(shuō)屬于

 

（成分）
（2）如圖是利用lacZ基因的插入失活篩選重組質(zhì)粒示意圖．大腸桿菌pUC118質(zhì)粒的某限制酶唯一酶切序列位于該質(zhì)粒的lacZ基因中．若lacZ基因完整，便可表達(dá)出β-半乳糖苷酶，并能將培養(yǎng)基中含有的IPTG和X-gal水解成藍(lán)色，形成藍(lán)色菌落；若lacZ基因中插入了外源基因，帶有pUC118質(zhì)粒的大腸桿菌便不能表達(dá)β-半乳糖苷酶，將形成白色菌落；pUC118還攜帶了氨芐青霉素抗性基因．
①作為受體的大腸桿菌應(yīng)

 

，以便篩選已導(dǎo)入重組質(zhì)粒的受體大腸桿菌．
②圖中獲取人體基因時(shí)所用到的酶是

 

，其與切割質(zhì)粒的酶是否相同？

 

；試管Ⅰ中必需加入的酶是

 

．
③圖中的選擇培養(yǎng)基中除含有大腸桿菌必需的葡萄糖、氮源、無(wú)機(jī)鹽、水、生長(zhǎng)因子等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，還應(yīng)加入

 

等物質(zhì)，用以篩選導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的受體大腸桿菌．培養(yǎng)基的滅菌處理要求通常是

 

．
④將上述處理后的大腸桿菌置于圖中選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)，以檢測(cè)受體大腸桿菌是否導(dǎo)入重組質(zhì)粒，請(qǐng)預(yù)測(cè)菌落的顏色，并分析結(jié)果：（a）

 

．（b）

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù),培養(yǎng)基對(duì)微生物的選擇作用

專(zhuān)題：

分析：分析表格：突變株A不能在一般培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，但添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)甲后能生長(zhǎng)，說(shuō)明突變株A自身不能合成物質(zhì)甲．同理，突變植株B自身不能合成物質(zhì)乙．
分析題圖：題圖表示利用lacZ基因篩選重組質(zhì)粒的過(guò)程，其中試管Ⅰ中進(jìn)行的是基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程，試管Ⅱ是將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞的過(guò)程；培養(yǎng)基用于用于篩選含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌；試管Ⅲ表示擴(kuò)大培養(yǎng)重組菌．

解答： 解：（1）①由以上分析可知，突變株A不能在一般培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的直接原因是其自身不能合成物質(zhì)甲．突變植物A不能合成物質(zhì)甲，突變植株B不能合成物質(zhì)乙，但將突變株A和B混合在一起接種于一般培養(yǎng)基中，卻能正常生長(zhǎng)，最可能的原因是突變株A 能合成物質(zhì)乙，突變株B能合成物質(zhì)甲，因此一起培養(yǎng)可以相互支持保證必須的營(yíng)養(yǎng)要素．
②培養(yǎng)基中缺乏物質(zhì)甲后，突變株A就不能生長(zhǎng)，培養(yǎng)基中缺乏物質(zhì)乙后，突變株B就不能生長(zhǎng)，由此可見(jiàn)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)甲、乙對(duì)突變株A、B來(lái)說(shuō)屬于必須營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)．
（2）①由圖可知質(zhì)粒上的氨芐青霉素抗性基因?yàn)闃?biāo)記基因，因此作為受體的大腸桿菌應(yīng)不含氨芐青霉素抗性基因，以便篩選已導(dǎo)入重組質(zhì)粒的受體大腸桿菌．
②獲取目的基因需要限制酶；切割含有外源基因的DNA分子和切割運(yùn)載體應(yīng)該采用同一種限制酶，以產(chǎn)生相同的黏性末端；試管Ⅰ中進(jìn)行的是基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程，該過(guò)程需要DNA連接酶將目的基因和質(zhì)粒連接形成重組質(zhì)粒．
③本題是利用lacZ基因的插入失活篩選重組質(zhì)粒，結(jié)合題干信息“若lacZ基因完整，便可表達(dá)出β-半乳糖苷酶，并能將培養(yǎng)基中含有的IPTG和X-gal水解成藍(lán)色，形成藍(lán)色菌落；若lacZ基因中插入了外源基因，帶有pUC118質(zhì)粒的大腸桿菌便不能表達(dá)β-半乳糖苷酶，將形成白色菌落；pUC118還攜帶了氨芐青霉素抗性基因．”可知，圖中的選擇培養(yǎng)基中除含有大腸桿菌必需的葡萄糖、氮源、無(wú)機(jī)鹽、水、生長(zhǎng)因子等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，還應(yīng)加入IPTG、X-gal、氨芐青霉素等物質(zhì)，用以篩選導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的受體大腸桿菌．對(duì)培養(yǎng)基的滅菌采用高壓蒸汽滅菌法，即121⁰C，1.05kg/cm²，15-30分鐘．
④（a）如果長(zhǎng)出白色菌落，說(shuō)明lacZ基因中插入了外源基因，且重組質(zhì)粒已導(dǎo)入受體大腸桿菌；
（b）如果未長(zhǎng)出菌落，說(shuō)明大腸桿菌不能抗氨芐青霉素，即重組質(zhì)粒未導(dǎo)入受體大腸桿菌；
（c）如果長(zhǎng)出藍(lán)色菌落，說(shuō)明lacZ基因中未插入外源基因，但自連的運(yùn)載體pUC118質(zhì)粒已轉(zhuǎn)入受體大腸桿菌．
故答案為：
（1）①自身不能合成物質(zhì)甲    突變株A 能合成物質(zhì)乙，突變株B能合成物質(zhì)甲，因此一起培養(yǎng)可以相互支持保證必須的營(yíng)養(yǎng)要素
②必須營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)
（2）①不含氨芐青霉素抗性基因（或?qū)Π逼S青霉素敏感）
②限制性酶      相同       DNA連接酶
③IPTG、X-gal、氨芐青霉素      121⁰C，1.05kg/cm²，15-30分鐘 （高溫高壓滅菌）
④（a）如果長(zhǎng)出白色菌落，說(shuō)明重組質(zhì)粒已導(dǎo)入受體大腸桿菌
（b）如果未長(zhǎng)出菌落，說(shuō)明重組質(zhì)粒未導(dǎo)入受體大腸桿菌
（c）如果長(zhǎng)出藍(lán)色菌落，說(shuō)明自連的運(yùn)載體pUC118質(zhì)粒已轉(zhuǎn)入受體大腸桿菌，但目的基因沒(méi)有接入運(yùn)載體

點(diǎn)評(píng)：本題結(jié)合圖表，考查基因工程的原理及技術(shù)、微生物的培養(yǎng)和分離等知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的原理及操作過(guò)程，能根據(jù)圖中和題中信息答題；識(shí)記微生物的培養(yǎng)和分離，能分析表格提取有效信息并得出正確的結(jié)論．