(13分)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 |
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。
(10分)目前,临床上癌症治疗的方法一般是先通过手术切除肿瘤,为杀死体内残留的癌细胞,在手术后进行化疗。有同学从资料上获知:二氯二乙胺能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。由此推测:二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖,可作为一种癌症的化疗药物,并就此问题设计实验进行了探究。
实验材料:肝部长有肿瘤的小鼠,二氯二乙胺溶液,蒸馏水,生理盐水,含有全部营养物质的细胞培养液,显微镜,细胞计数板,试管,吸管等。
(1)请为一学生设计的实验内容补充完整,不正确之处请修改。
实验操作如下:
l 取洁净的培养皿一个,加入适量的培养液;从小鼠肝部切取肿瘤组织并将其剪碎,利用某种酶处理,使细胞分散开,置于培养皿中培养。
l 取洁净的试管5支,加入等量培养液,编号1、2、3、4、5, 在1-4号试管中加入等量的不同浓度的二氯二乙胺溶液,5号试管中加入 。分别从5支试管取样,在显微镜下观察计数,记录数据。
| 实验组别 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 细胞数目(个/mL) | 350 | 363 | 342 | 335 | 336 |
l 从静置的5支试管中吸取适量的培养液置于细胞计数板内,在显微镜下观察计数,记录数据。
(2)请你纠正上面这位同学操作上的错误:
① ;
② 。(3)上述细胞培养液中必需包含细胞生长的营养物质,如: 、
和 等。
(4)该学生根据修改后的正确方法进行实验,得到的结果如下:
| 实验组别 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 二氯二乙胺浓度(mg/mL) | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0 |
| 细胞数目(个/mL) | 320 | 275 | 186 | 96 | 560 |
②根据实验结果,你能得出的结论是:
第一, ;
第二, 。