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，實驗過程如下圖所示．圖中細菌質粒pUC118帶有氨芐青霉素的抗性基因（amp^R）；其上的lacZ基因編碼的蛋白質可以讓細菌在含有半乳糖的培養基上形成藍色菌落，該基因被切斷時菌落呈白色．細菌質粒pRL-425帶有紅霉素的抗性基因（Er）．請回答：
（1）科學家首先需要通過

 

擴增出大量的野生型藍藻的chlL基因，將其導入pUC118中獲得重組質粒1．在含有半乳糖的平板上，菌落呈

 

色的是成功導入重組質粒1的細菌形成的．
（2）將野生型藍藻和突變型藍藻分別放在含有紅霉素的液體培養基中培養，野生型藍藻會

 

；而在不含紅霉素的液體培養基中分別培養時，出現

 

的現象，才能說明突變型藍藻chlL基因的部分片段缺失不影響其正常的生長繁殖．
（3）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境中培養的野生型和突變型藍藻的葉綠素，其含量見下表：

項目 藍藻	葉綠素含量/?g?（OD730-1）
	光下培養	黑暗中培養
野生型	4.22	3.34
突變型	4.22	0.08

由上表數據可以得出的結論是

 

．

Answer 1

考點：基因工程的應用,基因與性狀的關系

專題：

分析：分析題圖：目的基因插入質粒pUC118后，lacZ基因被破壞，因此導入重組質粒1的細菌在含有半乳糖的平板上，形成白色菌落．紅霉素的抗性基因（Er）插入重組質粒1后，破壞了chlL基因，導入重組質粒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．
分析表格：野生型藍藻在光下培養和在黑暗中培養時，葉綠素的含量相差不大，而突變型藍藻藍藻在光下培養和在黑暗中培養時，葉綠素的含量相差很大．

解答： 解：（1）PCR技術能在短時間內大量擴增目的基因（野生型藍藻的chlL基因）．由圖可知，目的基因插入質粒pUC118后，lacZ基因被破壞，因此導入重組質粒1的細菌在含有半乳糖的平板上，形成白色菌落．
（2）野生型藍藻不含紅霉素抗性基因，而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液體培養基中培養時，野生型藍藻會死亡；而在不含紅霉素的液體培養基中分別培養時，出現野生型藍藻與突變型藍藻生長情況相同的現象，這才能說明突變型藍藻chlL基因的部分片段缺失不影響其正常的生長繁殖．
（3）由表格可知，野生型藍藻在光下培養和在黑暗中培養時，葉綠素的含量相差不大，而突變型藍藻藍藻在光下培養和在黑暗中培養時，葉綠素的含量相差很大，說明藍藻的chlL基因調控的是葉綠素不依賴光的合成途徑．
故答案：（1）PCR（或：聚合酶鏈式反應）    白
（2）死亡（不生長）        野生型藍藻與突變型藍藻生長情況相同
（3）藍藻的chlL基因調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，把握知識間內在聯系的能力；能具有對一些生物學問題進行初步探究的能力，并能對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理．