Question

細菌、病毒等病原微生物給人類的健康帶來了極大的危害，千百年來，人們一直在努力尋找能夠與這些病原微生物抗衡的藥物。直到1928年英國的細菌學家弗萊明（A.Fleming）通過實驗發現了青霉菌分泌的青霉素能有效地殺死細菌，1941年英國劍橋大學畢業的科學家弗洛理（H.W.Florey）和錢恩（E.B.Chain）研究出了大規模生產青霉素的方法，并于1943年用于臨床治療，才使得成千上萬的人得到救治。鑒于弗萊明、弗洛理、錢恩在青霉素研究和開發方面做出的巨大貢獻，三人共享了1945年的諾貝爾醫學和生理學獎。青霉素的研制成功，激發了微生物學和醫學史上規模最大的科學探索活動，開創了抗菌藥物開發的新紀元，各種抗生素的研制、開發和利用蓬勃發展。目前，人們經常使用的抗生素有200多種，在人類控制感染性疾病等方面起到了重要的作用。

請回答下列問題：

（1）微生物在代謝過程中，會產生多種多樣的代謝產物，根據代謝產物與微生物生長繁殖的關系，青霉素屬于___________。高產青霉素菌株是通過________技術培育而獲得的。

（2）青霉素不僅應用在醫療方面，在基因工程技術中仍有廣泛的應用。請舉一例說明青霉素在基因工程操作步驟中的應用：____________________________________________

（3）抗生素是指微生物在代謝過程中產生的，能抑制或殺滅其他種類微生物的化學物質。抗生素類藥物剛剛開始使用時，人們普遍地認為它能有效地殺滅細菌而對人體無害。但是，近60年的實踐說明，細菌可以針對一種甚至幾種抗生素產生耐藥性。以前用抗生素容易對付的結核桿菌、金黃色葡萄球菌、肺炎雙球菌等，現在已經產生了對一種或幾種抗生素的耐藥性，醫生有時也無計可施，現在這個名單正在變得越來越長。細菌為什么會產生抗藥性呢？

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（4）下列使用抗生素的事例有可能是你和你的家人經歷過的，請你分析其合理性。

 ①甲患了流行性感冒立即使用抗生素，他認為早用抗生素可以更早地痊愈。

 ②乙在生病時，為了更快地控制病情，自行在醫囑的基礎上加大服藥計量。

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（5）在生活中，你能否為你的父母設計一個小實驗，證明青霉素能有效地抑制和殺滅細菌？

    ①你將選擇什么樣的實驗材料？    ②簡要寫出操作過程。③請預期實驗結果。

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Answer 1

（1）次級代謝產物        誘變育種

（2）在目的基因的檢測和表達這一步驟中，可以利用大腸桿菌的某種質粒具有青霉素抗性基因這一特點，當這種質粒與外源DNA組合在一起形成重組質粒，并被轉入受體細胞后，可以根據受體細胞是否具有青霉素抗性來判斷受體細胞是否獲得了目的基因。

（3）細菌在生長和繁殖過程中，可以通過基因突變等方式獲得耐藥性基因，從而產生耐藥性。長期使用某種抗生素，就會通過自然選擇產生耐該抗生素的菌群。

（4）①流感是由流感病毒引起的，抗生素能有效地抑制細菌的生長，但不能抑制病毒的增殖。②自行加大劑量，會影響機體內環境的穩定，造成體內菌群失調，導致其他疾病的發生。

（5）①市售牛奶

    ②操作過程：取一袋250mL的牛奶，平均倒入兩個玻璃杯中，其中一杯牛奶加入10mL的青霉素針劑（或片劑2片），并充分攪拌，另一杯牛奶做對照。在兩個玻璃杯上貼上標簽，注明時間，并放在溫暖地方。看看哪杯牛奶先變質。

③預期結果：沒有加入青霉素的牛奶先變質。