Question

【題目】為了研究微生物的抗藥性突變是自發(fā)產(chǎn)生的還是在環(huán)境因素的作用下產(chǎn)生的，1952年Lederberg夫婦利用大腸桿菌設(shè)計(jì)了一個(gè)影印培養(yǎng)法實(shí)驗(yàn)。

影印培養(yǎng)法的實(shí)驗(yàn)原理是：把長(zhǎng)有數(shù)百個(gè)菌落的細(xì)菌母種培養(yǎng)皿倒置于包有一層滅菌絲絨布的木質(zhì)圓柱體（直徑略小于培養(yǎng)皿平板）上，使其均勻地沾滿來自母種培養(yǎng)皿平板上的菌落，然后通過這一“印章”把母板上的菌落“忠實(shí)地”一一接種到不同的其他培養(yǎng)基上。

下圖就是利用影印培養(yǎng)技術(shù)證明大腸桿菌產(chǎn)生抗鏈霉素突變基因的實(shí)驗(yàn)。具體方法是：

①首先把大量對(duì)鏈霉素敏感的大腸桿菌涂布在不含鏈霉素的培養(yǎng)基的平板1的表面，待其長(zhǎng)出密集的小菌落后，用影印法接種到不含鏈霉素的培養(yǎng)基平板2上，隨即再影印到含有鏈霉素的培養(yǎng)基平板3上。經(jīng)培養(yǎng)后，在平板3上出現(xiàn)了個(gè)別抗鏈霉素的菌落。

②對(duì)培養(yǎng)皿2和3進(jìn)行比較，在平板2上找到與平板3上那幾個(gè)抗性菌落的“孿生兄弟”。

③把平板2上與平板3上菌落相應(yīng)的一個(gè)部位上的菌落挑至不含鏈霉素的培養(yǎng)液4中，經(jīng)培養(yǎng)后，再涂布在平板5上。

④重復(fù)以上各步驟，最后在試管12中獲得了較純的抗性菌落。

根據(jù)以上材料回答下列問題：

（1）若要僅獲得抗鏈霉素的大腸桿菌，則該如何操作：____________________________________。

（2）大腸桿菌抗鏈霉素基因存在于細(xì)胞的_____________結(jié)構(gòu)上，在基因工程中，該結(jié)構(gòu)常作_____________。

（3）3號(hào)、7號(hào)、11號(hào)培養(yǎng)皿中加入鏈霉素的作用是_____________，3號(hào)培養(yǎng)皿中的菌落比1號(hào)、2號(hào)中的菌落少很多，這說明了________________________________________________________________。

（4）該實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是______________________________________________________________。你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處是_________________________________________________________。

（5）你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是______________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 將原始菌種涂布到含有鏈霉素的培養(yǎng)基中進(jìn)行選擇培養(yǎng)，生長(zhǎng)出的菌落即為抗鏈霉素的大腸桿菌 質(zhì)粒 運(yùn)載體 選擇作用 通過鏈霉素的選擇作用，具有抗藥性的大腸桿菌保留下來，數(shù)量較少 對(duì)照實(shí)驗(yàn) 最終獲得的抗藥性細(xì)菌一直沒有接觸鏈霉素 微生物的抗藥性突變是自發(fā)產(chǎn)生的，而不是在鏈霉素的作用下產(chǎn)生的

【解析】試題分析：本題通過題圖主要考查影印培養(yǎng)法的作用和微生物的篩選，影印培養(yǎng)法實(shí)質(zhì)上是使在一系列培養(yǎng)皿的相同位置上能出現(xiàn)相同菌落的一種接種培養(yǎng)方法。通過影印培養(yǎng)法，可以從在非選擇性條件下生長(zhǎng)的細(xì)菌群體中，分離出各種類型的突變種。

（1）要獲得某種細(xì)菌就必須到相應(yīng)的環(huán)境或提供相應(yīng)的條件去尋找，即應(yīng)將將原始敏感菌種涂布到含有鏈霉素的培養(yǎng)基中進(jìn)行選擇培養(yǎng)，生長(zhǎng)出的菌落即為抗鏈霉素的大腸桿菌。

（2）抗性基因的標(biāo)記常存在于質(zhì)粒上。質(zhì)粒在基因工程中常作為運(yùn)載體。

（3）在培養(yǎng)基中加入鏈霉素是選擇作用，3號(hào)培養(yǎng)皿中的菌落比1號(hào)、2號(hào)中的菌落少很多，因3號(hào)中有鏈霉素，這說明抗藥性的數(shù)量少，即發(fā)生抗藥性突變的大腸桿菌數(shù)量少。

（4）該實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是設(shè)置了對(duì)照實(shí)驗(yàn)。最終獲得的抗藥性細(xì)菌一直沒有接觸鏈霉素這是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處，這樣就能排除抗藥性細(xì)菌的產(chǎn)生不是鏈霉素誘導(dǎo)產(chǎn)生的。

（5）實(shí)驗(yàn)中的1和2號(hào)試管中沒有加鏈霉素，但最終卻從它們中獲得了抗鏈霉素的菌種，說明大腸桿菌的抗藥性突變是隨機(jī)自發(fā)產(chǎn)生的。