题目内容
大肠杆菌pUC118质粒的某限制酶唯一酶切序列，位于该质粒的lacZ基因中，lacZ基因中如果没有插入外源基因，lacZ基因便可表达出b-半乳糖苷酶，当培养基中含有IPTG和X-gal时，X-gal便会被b-半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落；如果lacZ基因中插入了外源基因，带有pUC118质粒的大肠杆菌便不能表达b-半乳糖苷酶，培养基中的X-gal不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落。pUC118还携带了氨苄青霉素抗性基因。下图是利用lacZ基因的插入失活筛选重组质粒示意图。据图回答下列问题：
（1）作为受体大肠杆菌应_____________（填“含有”或“不含有”）氨苄青霉素抗性基因，以方便筛选已导入重组质粒的受体大肠杆菌。取用氯化钙溶液处理（增加其细胞壁的通透性）过的受体大肠杆菌，置于试管Ⅱ中，完成基因工程操作的 步骤（具体步骤）。如果受体细胞是植物细胞，则通过 转化作用将目的基因导入受体细胞，因为其Ti质粒中的T—DNA有 特点。
（2）图中的选择培养基中除含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子等营养物质外，还应加入____________________等物质，用以筛选导入了重组质粒的受体大肠杆菌。
（3）将上述处理后的大肠杆菌置于图中选择培养基上培养，以检测受体大肠杆菌是否导入重组质粒，请预测菌落的颜色，并分析结果：
① 。
② 。
（1）不含 目的基因导入受体细胞 农杆菌 可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体DNA上
（2）IPTG、X-gal和氨苄青霉素
（3）①如果长出蓝色菌落，说明没有与目的基因重组的质粒已转入受体菌(或说明重组质粒没有导入受体大肠杆菌) ②如果长出白色菌落，说明重组质粒已导入受体大肠杆菌
【解析】（1）判断重组质粒是否导入，依据质粒上的氨苄青霉素抗性基因（标记基因）。所以受体细胞应不含有氨苄青霉素抗性基因。Ca2+处理过大肠杆菌能够吸收周围环境的重组DNA分子，属于目的基因导入受体细胞的操作步骤；如果受体细胞是植物细胞，则通过农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞，因为Ti质粒中T－DNA有可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体DNA上。
（2）筛选导入重组质粒的大肠杆菌，是根据质粒上的氨苄青霉素抗性基因来进行的，所以培养基中须加入氨苄青霉素。另导入的质粒中是否插入目的基因，是根据X-gal能否水解，大肠杆菌菌落的颜色来判断的。所以培养基中还需加入IPTG、X-gal。
（3）①如果长出蓝色菌落，说明没有与目的基因重组的质粒已转入受体菌(或说明重组质粒没有导入受体大肠杆菌) ②如果长出白色菌落，说明重组质粒已导入受体大肠杆菌
大肠杆菌是生物学及医学实验研究中最有代表性的模式生物之一。
（1）大肠杆菌与饮水安全。
国家规定，每升饮用水中大肠菌数不得超过3个。有人测定某饮用水中的大肠杆菌（群）数：先将1升饮用水水样浓缩至10毫升，然后各取浓缩水样的2毫升，涂布到5个培养皿中进行培养，培养后计数的菌落数分别是9、12、5、8、6。请回答下列问题：
1）根据上述结果计算，被检水样大肠菌群数为________，水样________ （能、不能）达标。2）检测过程中需要培养大肠菌菌群，培养基配方如下：
| 琼脂 | 蛋白胨 | 乳糖 | 蔗糖 | K2HPO4 | 伊红 | 美蓝 | 蒸馏水 | pH |
| 15 g | 10 g | 5 g | 5 g | 2 g | 0.4 g | 0. 065 g | 1000 mL | 7.2 |
从培养基配方可以确定大肠杆菌的营养类型是 ；从培养基功能可以确定其类型是 培养基，理由是 。
3）培养大肠杆菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是_______________________________________________________。
（2）大肠杆菌与基因工程。
大肠杆菌pUC118质粒的某限制酶唯一酶切序列，位于该质粒的lacZ基因中。lacZ基因中如果没有插入外源基因，lacZ基因便可表达出b-半乳糖苷酶。当培养基中含有IPTG和X-gal时，X-gal便会被b-半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落；如果lacZ基因中插入了外源基因，带有pUC118质粒的大肠杆菌便不能表达b-半乳糖苷酶，培养基中的X-gal不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落。pUC118还携带了氨苄青霉素抗性基因。下图是利用lacZ基因筛选重组质粒示意图。据图回答问题：
1）质粒结构特点是 。
2）作为受体大肠杆菌应不含氨苄青霉素抗性基因，原因是 。
3）试管Ⅱ中用氯化钙溶液处理（增加其细胞壁的通透性）过的受体大肠杆菌，并在培养基中加入 。
3）将上述处理后的大肠杆菌置于图中培养基上培养，以检测受体大肠杆菌是否导入重组质粒，请预测菌落的颜色，并分析结果：
① 。
② 。
（3）选择大肠杆菌作为研究材料，主要原因是：它体积小、结构简单、 、
等。
