Question

3．一位科学家正在使用氨苄青霉素敏感型菌株进行研究，该菌株不能利用乳酸，这是因为它的乳糖操纵基因异常．该科学家有两种质粒，一种含有正常的乳糖操纵基因，另一种含有氨苄青霉素抗性基因．她运用限制酶和DNA连接酶，获得了一些含有这两个基因的重组质粒．然后在一个仅以葡萄糖为唯一能源的培养基中培养该细菌，并向其中加入高浓度的重组质粒．使细菌增殖．再将实验组细菌（含重组质粒）和对照组细菌（不含重组质粒）放入下表所示环境中让其生长．请回答下列问题：
表一

	葡萄糖培养基	葡萄糖氨苄青霉素	葡萄糖、乳糖和氨苄青霉素
含重组质粒的菌株	1号	2号	3号
不含重组质粒的菌株	4号	5号	6号

表二

	乳糖培养基	乳糖和氨苄青霉素
含重组质粒的菌株	7号	8号
不含重组质粒的菌株	9号	10号

（1）在基因工程的基本操作程序中，基因表达载体的构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，可选择的生物是大肠杆菌（举出一例）．本实验中使用限制酶的作用是：在质粒DNA上进行切割．
（2）在以葡萄糖为唯一能源的培养基中加入高浓度的质粒，为了促进细菌更好的吸收重组质粒，还应用Ca²⁺处理细菌，使细菌处于感受态．该培养基以葡萄糖为能源是因为葡萄糖是单糖，可被细菌吸收，确保细菌均能在此培养基中均能正常生长．
（3）若没有新的突变发生，细菌最有可能在哪些培养基上生长出菌落C．
A．只有1，2和4号      B．只有3，5和6号
C．只有1，2，3和4号   D．只有4，5和6号
（4）如果在准备制作重组质粒时未使用DNA连接酶，则细菌最可能在1号和4号平板上长出菌落．
（5）若该科学家用该培养基进行另一项实验如表2，在该培养基中用乳糖为唯一能源，则细菌能在哪一培养基中长出菌落C．
A．只有10号 B．只有8号 C．7和8号 D．8利10号．

Answer 1

分析 原细菌是氨苄青霉素敏感型菌株，且不能利用乳糖，因此不能在4和5号培养基上生存；重组细菌含正常的乳糖操纵基因、氨苄青霉素抗性基因，且能在以葡萄糖为唯一能源的培养基中生存，因此能在1、2、3和4号培养基上生存．

解答 解：（1）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建．限制酶是基因工程中常用的工具，若要提取限制酶，可选择大肠杆菌，本实验中使用限制酶的作用是在质粒DNA上进行切割．
（2）将目的基因导入微生物细胞时常采用感受态细胞法，即用Ca²⁺处理细菌，使细菌处于易于吸收周围环境中DNA分子的感受态．由于葡萄糖是单糖，可被细菌吸收，确保细菌均能在此培养基中均能正常生长，因此该培养基以葡萄糖为能源．
（3）重组细菌含有乳糖操纵基因和氨苄青霉素抗性基因，而且以葡萄糖为唯一能源，这样的细菌在1、2、3和4号培养基中都能够生存，但是未加入重组质粒的细菌不能在5、6号培养基中生存．
（4）如果在准备制作重组质粒时未使用DNA连接酶，则质粒不能在细菌中正常复制和表达，只能在1、4号培养基中生存．
（5）如果培养基中以乳糖为唯一能源，则含有重组质粒的细菌能利用乳糖，并能抵抗氨苄青霉素的作用；但未加入重组质粒的细菌不能利用乳糖且不能抵抗氨苄青霉素的作用，所以细菌能在7、8号培养基中长出菌落．
故答案为：
（1）基因表达载体的构建     大肠杆菌（答出的生物属于原核生物即可给分，只答原核生物不给分）   在质粒DNA上进行切割
（2）Ca²⁺?感受态
葡萄糖是单糖，可被细菌吸收，确保细菌均能在此培养基中均能正常生长
（3）C
（4）1号　 4号
（5）C

点评 本题结合图表，考查基因工程的原理及技术，要求考生识记基因工程的原理、操作工具及操作步骤，掌握各步骤的相关细节，能结合题中和表中信息准确答题，属于考纲理解和应用层次的考查．