Question

20．大肠杆菌有许多菌株，菌株A：met^- bio^- thr⁺ leu⁺ thi⁺（需要在基本培养基中补充甲硫氨酸、生物素），菌株B：met⁺ bio⁺ thr^- leu^- thi^-（需要在基本培养基中补充苏氨酸、亮氨酸和硫胺）．科学家Lederberg和Tatum曾做了如下实验，请分析回答：

（1）菌株A和B混合培养几小时，把细菌细胞洗涤后涂布在基本培养基的固体平板上，发现长出了若干野生型菌落，对此实验现象可作出三种假设：
①营养上发生了互补，即菌株A所需的met^- bio^-从菌株B泄漏得到，菌株B所需的thr^- leu^- thi^-从菌株A泄漏得到．
②基因突变；
③不同细菌间遗传物质发生交换；
（2）为了证明上述假设①，有人设计了一种U型管（如图2），中间有过滤器隔开，细菌不能通过，但培养液和营养物质可通过，实验如下．请你补充相关实验内容：
实验步骤：①在U型管中加入液体基本培养基；
②U型管两端各加入菌株A、菌株B，培养几小时；
③将U型管两端的细菌各自取出洗涤后，分别涂布在基本培养基的固体平板，观察其数量和存活状态．
实验结果：没有任何新细菌或菌落产生．
实验结论：菌株A与菌株B不可能通过营养互补产生菌落
（ 3）发现大肠杆菌野生型菌株对青霉素有抗性．某兴趣小组为探究母乳中新发现的蛋白质H与青霉素组合使用对菌株生长的影响，实验设计及结果如表．请补充组别2的相关信息．

组别	培养基中的添加物	野生型菌株
1	100μg/mL蛋白质H	生长正常
2	2μg/mL青霉素	生长正常
3	2μg/mL 青霉素+100μg/mL蛋白质H	死亡

Answer 1

分析 根据题意可知：菌株A是met^- bio^-营养缺陷型的大肠杆菌菌株，菌株B是thr^- leu^- thi^-营养缺陷型的大肠杆菌菌株．该实验的目的是探究菌株A和B混合培养长出野生型菌落的原因．营养缺陷型的菌株不能在基本培养基中生存，需要添加相应的营养物质．据此分析作答．

解答 解：（1）探究菌株A和B混合培养长出野生型菌落，可能的原因有：可能在营养上发生了互补，即菌株A所需的met^- bio^-从菌株B泄漏得到，菌株B所需的thr^- leu^- thi^-从菌株A泄漏得到；可能发生基因突变出现野生型；可能不同缺陷型的细菌间遗传物质发生交换而出现野生型．
（2）实验步骤：①根据题意U型管中间有过滤器隔开，细菌不能通过，但培养液和营养物质可通过，目的是隔开两种缺陷型的细菌，且培养液应该为基本培养基．
③混合培养后应该检测是否有野生型菌株出现，所以需要将U型管两端的细菌各自取出洗涤后，分别涂布在基本培养基的固体平板，观察其数量和存活状态．
 实验结果：实验的结果是没有任何新细菌或菌落产生，说明菌株A与菌株B不可能通过营养互补产生菌落．
（3）根据题意，该实验的目的是探究母乳中新发现的蛋白质H与青霉素组合使用对菌株生长的影响，所以自变量为培养基中的添加物，因变量为野生型菌株生长情况．所以第2组培养基中的添加物是2μg/mL 青霉素，可以推测，实验结果是野生型菌株生长正常．
故答案为：
（1）②基因突变   ③不同细菌间遗传物质发生交换（发生细胞融合也可） 
（2）实验步骤：①液体基本培养基    ③洗涤    分别涂布在基本培养基的固体平板    实验结果：没有任何新细菌或菌落产生 
（3）2μg/mL 青霉素  生长正常

点评 本题主要考查微生物培养的相关实验，意在强化学生对微生物培养的过程的相关知识的理解与运用，试题有一定的难度．