Question

3．一位科學家正在使用氨芐青霉素敏感型菌株進行研究，該菌株不能利用乳酸，這是因為它的乳糖操縱基因異常．該科學家有兩種質粒，一種含有正常的乳糖操縱基因，另一種含有氨芐青霉素抗性基因．她運用限制酶和DNA連接酶，獲得了一些含有這兩個基因的重組質粒．然后在一個僅以葡萄糖為唯一能源的培養基中培養該細菌，并向其中加入高濃度的重組質粒．使細菌增殖．再將實驗組細菌（含重組質粒）和對照組細菌（不含重組質粒）放入下表所示環境中讓其生長．請回答下列問題：
表一

	葡萄糖培養基	葡萄糖氨芐青霉素	葡萄糖、乳糖和氨芐青霉素
含重組質粒的菌株	1號	2號	3號
不含重組質粒的菌株	4號	5號	6號

表二

	乳糖培養基	乳糖和氨芐青霉素
含重組質粒的菌株	7號	8號
不含重組質粒的菌株	9號	10號

（1）在基因工程的基本操作程序中，基因表達載體的構建是基因工程的核心．限制酶是基因工程中常用的工具，若要提取限制酶，可選擇的生物是大腸桿菌（舉出一例）．本實驗中使用限制酶的作用是：在質粒DNA上進行切割．
（2）在以葡萄糖為唯一能源的培養基中加入高濃度的質粒，為了促進細菌更好的吸收重組質粒，還應用Ca²⁺處理細菌，使細菌處于感受態．該培養基以葡萄糖為能源是因為葡萄糖是單糖，可被細菌吸收，確保細菌均能在此培養基中均能正常生長．
（3）若沒有新的突變發生，細菌最有可能在哪些培養基上生長出菌落C．
A．只有1，2和4號      B．只有3，5和6號
C．只有1，2，3和4號   D．只有4，5和6號
（4）如果在準備制作重組質粒時未使用DNA連接酶，則細菌最可能在1號和4號平板上長出菌落．
（5）若該科學家用該培養基進行另一項實驗如表2，在該培養基中用乳糖為唯一能源，則細菌能在哪一培養基中長出菌落C．
A．只有10號 B．只有8號 C．7和8號 D．8利10號．

Answer 1

分析 原細菌是氨芐青霉素敏感型菌株，且不能利用乳糖，因此不能在4和5號培養基上生存；重組細菌含正常的乳糖操縱基因、氨芐青霉素抗性基因，且能在以葡萄糖為唯一能源的培養基中生存，因此能在1、2、3和4號培養基上生存．

解答 解：（1）基因工程的核心步驟是基因表達載體的構建．限制酶是基因工程中常用的工具，若要提取限制酶，可選擇大腸桿菌，本實驗中使用限制酶的作用是在質粒DNA上進行切割．
（2）將目的基因導入微生物細胞時常采用感受態細胞法，即用Ca²⁺處理細菌，使細菌處于易于吸收周圍環境中DNA分子的感受態．由于葡萄糖是單糖，可被細菌吸收，確保細菌均能在此培養基中均能正常生長，因此該培養基以葡萄糖為能源．
（3）重組細菌含有乳糖操縱基因和氨芐青霉素抗性基因，而且以葡萄糖為唯一能源，這樣的細菌在1、2、3和4號培養基中都能夠生存，但是未加入重組質粒的細菌不能在5、6號培養基中生存．
（4）如果在準備制作重組質粒時未使用DNA連接酶，則質粒不能在細菌中正常復制和表達，只能在1、4號培養基中生存．
（5）如果培養基中以乳糖為唯一能源，則含有重組質粒的細菌能利用乳糖，并能抵抗氨芐青霉素的作用；但未加入重組質粒的細菌不能利用乳糖且不能抵抗氨芐青霉素的作用，所以細菌能在7、8號培養基中長出菌落．
故答案為：
（1）基因表達載體的構建     大腸桿菌（答出的生物屬于原核生物即可給分，只答原核生物不給分）   在質粒DNA上進行切割
（2）Ca²⁺?感受態
葡萄糖是單糖，可被細菌吸收，確保細菌均能在此培養基中均能正常生長
（3）C
（4）1號　 4號
（5）C

點評 本題結合圖表，考查基因工程的原理及技術，要求考生識記基因工程的原理、操作工具及操作步驟，掌握各步驟的相關細節，能結合題中和表中信息準確答題，屬于考綱理解和應用層次的考查．