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用含蔗糖、葡萄糖和乳糖作碳源的固體培養基培養大腸桿菌，隨著培養時間的延長，培養基中3種糖類物質含量變化如圖所示。請分析回答：

（1）大腸桿菌利用蔗糖的酶為              。

（2）大腸桿菌利用乳糖的酶是        共同控制合成的。大腸桿菌這種代謝調節方式為            ，增強微生物對環境的適應能力。

（3）要想得知大腸桿菌在培養基上的存在狀況，可加入____________試劑，觀察大腸桿菌的___________特征；

（4）若在該培養基上加入一定量的青霉素，結果發現仍有大量的大腸桿菌生存，說明該大腸桿菌具有________基因，該基因位于大腸桿菌的_________中。

（13分）大腸桿菌是生物學及醫學實驗研究中最有代表性的模式生物之一。
（1）大腸桿菌與飲水安全。
國家規定，每升飲用水中大腸菌數不得超過3個。有人測定某飲用水中的大腸桿菌（群）數：先將1升飲用水水樣濃縮至10毫升，然后各取濃縮水樣的2毫升，涂布到5個培養皿中進行培養，培養后計數的菌落數分別是9、12、5、8、6。請回答下列問題：
1）根據上述結果計算，被檢水樣大腸菌群數為________，水樣________ （能、不能）達標。2）檢測過程中需要培養大腸菌菌群，培養基配方如下：

瓊脂	蛋白胨	乳糖	蔗糖	K2HPO4	伊紅	美藍	蒸餾水	pH
15 g	10 g	5 g	5 g	2 g	0.4 g	0. 065 g	1000 mL	7.2

   從培養基配方可以確定大腸桿菌的營養類型是                ；從培養基功能可以確定其類型是             培養基，理由是                                   。
3）培養大腸桿菌時，在接種前需要檢測培養基是否被污染。對于固體培養基應采用的檢測方法是_______________________________________________________。
（2）大腸桿菌與基因工程。
大腸桿菌pUC118質粒的某限制酶唯一酶切序列，位于該質粒的lacZ基因中。lacZ基因中如果沒有插入外源基因，lacZ基因便可表達出b-半乳糖苷酶。當培養基中含有IPTG和X-gal時，X-gal便會被b-半乳糖苷酶水解成藍色，大腸桿菌將形成藍色菌落；如果lacZ基因中插入了外源基因，帶有pUC118質粒的大腸桿菌便不能表達b-半乳糖苷酶，培養基中的X-gal不會被水解成藍色，大腸桿菌將形成白色菌落。pUC118還攜帶了氨芐青霉素抗性基因。下圖是利用lacZ基因篩選重組質粒示意圖。據圖回答問題：

1）質粒結構特點是                      。
2）作為受體大腸桿菌應不含氨芐青霉素抗性基因，原因是                            。
3）試管Ⅱ中用氯化鈣溶液處理（增加其細胞壁的通透性）過的受體大腸桿菌，并在培養基中加入                                  。
3）將上述處理后的大腸桿菌置于圖中培養基上培養，以檢測受體大腸桿菌是否導入重組質粒，請預測菌落的顏色，并分析結果：
①                                                                              。
②                                                                              。
（3）選擇大腸桿菌作為研究材料，主要原因是：它體積小、結構簡單、            、
            等。

多聚半乳糖醛酸酶(PG)能降解果膠使細胞壁破損。成熟的番茄果實中，PG合成顯著增加，能使果實變紅變軟，但不利于保鮮。利用基因工程減少PG基因的表達，可延長果實保質期。科學家將PG基因反向接到Ti質粒上，導入番茄細胞中，得到轉基因番茄，具體操作流程如下圖。據圖回答下列問題：

(1)若已獲取PG的mRNA，可通過________獲取PG基因。重組質粒轉移到大腸桿菌中的目的是____________。

(2)用含目的基因的農桿菌感染番茄原生質體后，可用含有________的培養基進行篩選，理由是______________。之后，還需將其置于質量分數為25%的蔗糖溶液中，觀察細胞________現象來鑒別細胞壁是否再生。

(3)由于導入的目的基因能轉錄出反義RNA，且能與________互補結合，因此可抑制PG基因的正常表達。若________，則可確定轉基因番茄培育成功。

(4)將轉入反向鏈接PG基因的番茄細胞培育成完整的植株，需要用________技術；其中，愈傷組織經________形成完整植株，此過程除營養物質外還必須向培養基中添加____________________。

（10分）多聚半乳糖醛酸酶（PG）能降解果膠使細胞壁破損。番茄果實成熟中，PG合成顯著增加，能使果實變紅變軟，但不利于保鮮。利用基因工程的方法減少PG基因的表達，可延長果實保質期。科學家將PG基因反向接到Ti質粒上，導入到番茄細胞中，得到轉基因番茄。請根據下圖回答：

 

（1）提取目的基因

①若已獲取PG的mRNA，可通過                 獲取PG基因。

②在該基因上游加結構A可確保基因的反向轉錄，結構A上應具有            結合位點。得到的目的基因兩側需人工合成BamHI黏性末端。已知BamHI的識別序列如圖甲所示，請在下圖乙相應位置上，畫出目的基因兩側的黏性末端。

③重組質粒轉化到大腸桿菌中的目的是                                。

（2）用含目的基因的農桿菌感染番茄原生質體后，可用含有           的培養基進行篩選，與此同時，為能更好地達到培養目的，還需在培養基中加入                       。培養24～48h后取樣，在質量分數為25%的蔗糖溶液中，觀察細胞              現象來鑒別細胞壁是否再生。

（3）由于導入的目的基因能轉錄反義RNA，且能與                         互補結合，抑制PG基因的正常表達。若轉基因番茄的保質期比非轉基因番茄        ，則可確定轉基因番茄成功。

（4）獲得的轉基因番茄產生的種子不一定保留目的基因，科研人員常采用         方法使子代保持轉基因的優良性狀。

 

6．（12分）多聚半乳糖醛酸酶(PG)，能降解果膠使細胞壁破損。番茄果實成熟中，PG合成顯著增加，能使果實交紅變軟，但不利于保鮮，可利用基因工程的方法以其進行改造。請據圖l回答：

提取目的基因

①若已獲取PG的mRNA，可通過______獲取PG基因。

②在該基因上游加結構A可確保基因的反義轉錄，結構A上應具有________酶結合位點。得到的目的基因兩側需人工合成BamHI黏性末端。已知BamHI的識別序列如圖2-甲所示，請在圖2-乙相應位置上，畫出目的基因兩側的黏性末端。

③重組質粒轉化到大腸桿菌中的目的是_____________________________________.

(2)用含目的基因的農稈菌感染番茄原生質體后，可用培養基進行篩選。培養24-48h后取樣，在質量分數為25%的蔗糖溶液中，觀察細胞__________現象來鑒別細胞壁是否再生。

(3)由于導入的目的基因能轉錄反義RNA，且能與_____________互補結合，抑制PG基因的正常表達。若轉基因番茄的保質期比非轉基因番茄__________，則可確定轉基因番茄成功。

(4)獲得的轉基因番茄產生的種子不一定保留目的基因，科研人員常采用__________技術手段使子代保持轉基因的優良性狀。

(5)改造過程需要的工具酶有_______________，如果在此過程中形成的是平末端，則起“縫合作用的酶是_________________________.

(6)在構建基因表達載體時，除了插入目的基因外，基因表達載體中還需含有___________，在該番茄薪品種的培育過程中，將目的基因導入受體細胞的方法叫做___________。