Question

chlL基因是野生型藍藻中控制葉綠素合成的基因，科學家為研究其功能，需要構建缺失chlL基因的突變型藍藻，實驗過程如圖所示．圖中細菌質(zhì)粒pUC118 帶有氨芐青霉素的抗性基因（ampR）；其上的lacZ基因編碼的蛋白質(zhì)可以讓細菌在含有半乳糖的培養(yǎng)基上形成藍色菌落，該基因被切斷時菌落呈白色．細菌質(zhì)粒pRL-425帶有紅霉素的抗性基因（Er）．請回答：
（1）與酵母菌相比，藍藻在結構上最主要的特點是

 

，二者均具有的細胞器是

 

．
（2）科學家首先需要通過

 

擴增出大的生型藍藻的chlL基因，其反應體系主要包括模板 DNA、導入野生型藍藻，替換 chlL 基因，獲得缺失chlL基因的突變型藍藻dCTP、dATP、dGTP、dTTP，含酶促反應離子的緩沖液，

 

和

 

．
（3）將chlL基因?qū)�入質(zhì)粒pUC118，在含有半乳糖的培養(yǎng)基上，成功導入組質(zhì)粒1的菌體形成的菌落呈

 

色．使用含有

 

的培養(yǎng)基可篩選出缺失chlL基因的突變型藍藻．
（4）已知藍藻葉綠素的合成有兩條途徑--依賴光的合成和不依賴光的合成，分別提取在光下和黑暗環(huán)境中培養(yǎng)的 生型和突變型藍藻的葉綠素，其含見表：

項目 藍藻	葉綠素含/?gOD?（730-1 ）
	光下培養(yǎng)	黑暗中培養(yǎng)
生型	4.22	3.34
突變型	4.22	0.08

由上表數(shù)據(jù)可以推測：藍藻chlL基因控制的是葉綠素

 

的合成途徑．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術,原核細胞和真核細胞的形態(tài)和結構的異同,光反應、暗反應過程的能量變化和物質(zhì)變化

專題：

分析：分析題圖：目的基因插入質(zhì)粒pUC118后，lacZ基因被破壞，因此導入重組質(zhì)粒1的細菌在含有半乳糖的平板上，形成白色菌落．Er基因插入重組質(zhì)粒1后，破壞了chlL基因，導入重組質(zhì)粒2的突變型藍藻含有紅霉素抗性基因，而野生型藍藻不含紅霉素抗性基因，所以將在含有紅霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時，可篩選出缺失chlL基因的突變型藍藻．
分析表格：野生型藍藻在光下培養(yǎng)和在黑暗中培養(yǎng)時，葉綠素的含量相差不大，而突變型藍藻藍藻在光下培養(yǎng)和在黑暗中培養(yǎng)時，葉綠素的含量相差很大．

解答： 解：（1）酵母菌是真核生物，由真核細胞構成的．藍藻是原核生物，由原核細胞構成的．原核細胞結構比較簡單，沒有由核膜包圍的細胞核；沒有染色體，只有一種細胞器核糖體．
（2）PCR技術能在短時間內(nèi)大量擴增目的基因（野生型藍藻的chlL基因）．PCR擴增過程中需要模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）．
（3）由圖可知，目的基因插入質(zhì)粒pUC118后，lacZ基因被破壞，因此導入重組質(zhì)粒1的細菌在含有半乳糖的平板上，形成白色菌落．野生型藍藻不含帶有紅霉素的抗性基因，而Er基因插入重組質(zhì)粒1后，破壞了chlL基因，導入重組質(zhì)粒2的突變型藍藻含有紅霉素抗性基因，所以將野生型藍藻和突變型藍藻分別放在含有紅霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時，野生型藍藻會死亡，可篩選出缺失chlL基因的突變型藍藻．
（4）由表格可知，野生型藍藻在光下培養(yǎng)和在黑暗中培養(yǎng)時，葉綠素的含量相差不大，而突變型藍藻藍藻在光下培養(yǎng)和在黑暗中培養(yǎng)時，葉綠素的含量相差很大，說明藍藻的chlL基因調(diào)控的是葉綠素不依賴光的合成途徑．
故答案為：
（1）無核膜包圍的細胞核   核糖體 
（2）PCR（或：聚合酶鏈式反應）  引物  熱穩(wěn)定DNA聚合酶
（3）白   紅霉素
（4）藍藻的chlL基因調(diào)控的是葉綠素不依賴光的合成途徑（或：藍藻的chlL基因缺失會阻擋葉綠素不依賴光的合成途徑）

點評：本題結合圖表，考查基因工程及探究實驗，意在考查考生分析圖表提取有效信息的能力；能理解所學知識要點，把握知識間內(nèi)在聯(lián)系的能力；能具有對一些生物學問題進行初步探究的能力，并能對實驗現(xiàn)象和結果進行解釋、分析和處理．