在没有乳糖的培养基中生长的大肠杆菌细胞中含有的物质或结构是

A．乳糖    B．半乳糖苷酶          C．半乳糖         D．半乳糖苷酶基因

大肠杆菌的乳糖操纵子含有3个结构基因：

编码：—半乳糖苷酶基因lacZ 

编码：—半乳糖苷透性酶基因lac Y

编码：—半乳糖苷转乙酸基酶基因lac A

乳糖操纵子受Lacl（阻遏物）控制。阻遏物在乳糖存在下被钝化，乳糖是诱导物。有许多乳糖类似物，例如邻位硝基苯——D一半乳糖苷（ONPG），它是—半乳糖苷透性酶的底物，但不是诱导物。这个反应产生邻位硝基苯，对细胞是有毒的。异丙基——D半乳糖苷（IPTG），是诱导物，但不是—半乳糖昔酶的底物。苯基——D半乳糖苷（PG）是—半乳糖苷酶的底物，但不是诱导物。它的水解产物对细胞是没有毒的。

9.1．在培养基加入PG作为唯一的碳源与能源，哪种细胞可以生长？

    A．lac I^—     B．lac Z^—     C．lac Y^—     D．lac Z^—lac Y^—

    E．lac I^—lac Z^—

9.2．在有ONPG的培养基中细胞能否生长？

    A．能   B．不能

37．（8分）大肠杆菌pUC18质粒是基因工程中常用的运载体。某限制酶在此质粒上的唯一酶切位点位于LacZ基因中，如果没有插入外源基因，LacZ基因便可表达出口一半乳糖苷酶。当培养基中含有IPTG和X-gal时，X-gal便会被β一半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落。反之，则形成白色菌落。下图表示利用此质粒实施基因工程的主要流程。

       请分析并回答：

   （1）已获得的目的基因可利用    技术进行扩增。

   （2）目的基因插入质粒构建重组质粒的过程中，需要DNA连接酶恢复       键。

   （3）将试管I中的物质和大肠杆菌共同置于试管Ⅱ的目的是        ；大肠杆菌需事先用Ca²⁺进行处理，目的是         。

   （4）将试管Ⅱ中的菌液接种于选择培养基上培养，培养基中应含有大肠杆菌必需的营养物质包括    和生长因子，还应加入IPTG、X-gal以及氨苄青霉素，其中加入氨苄青霉素的作用是筛选出        。

   （5）若观察到培养基上出现    色菌落，则说明大肠杆菌中已成功导入了重组质粒。如果作为受体细胞的大肠杆菌也含有LacZ基因，则不利于重组质粒的筛选，原因是          。

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。如果培养基中含有IPTG和X-gal，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__________________________，以方便筛选已导入重组质粒的受体大肠杆菌。取用__________处理过的受体大肠杆菌，置于试管Ⅱ中，并加入在试管Ⅰ中制备好的DNA。

（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                                                         。

③                                                         。

（12分）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。右图是利用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__________________________，以方便筛选已导入重组质粒的受体大肠杆菌。取用__________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，并加入在试管Ⅰ中制备好的DNA。
（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                                                                     。
（4）应如何设计检测受体大肠杆菌是否导入重组质粒培养的对照实验？

Ⅰ（12分）影响绿色植物光合作用的因素是多方面的，其外界因素有光照强度、CO₂含量、温度等，其内部因素有酶的活性、色素的数量、五碳化合物的含量等，请据下图分析：

⑴如果x代表光照强度，光照强度影响光合作用强度，主要是影响      阶段，当光合作用强度达到最大值时，此时限制因素最可能是内部因素中的           。

（2）如果x代表CO₂的含量，当光合作用强度达到最大值时，此时限制因素最可能是内部因素中的                    。[来源:ZXXK]

⑶如果将该植物置于一个白天温度为25℃,光照为8千勒克斯，夜间温度为15℃的环境中，一昼夜光照6小时，该植物会生长吗？          。请说明理由                                               。 [来源:ZX                                                 。

⑷如果在阴雨天气，温室内光照强度小于5千勒克斯，采取什么措施可以有助于提高光合产量：         。请利用右上图阐明其原因：                                  。

Ⅱ（10分）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__________________________，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，并加入           。

（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                                                            。

(10分）研究人员从血管内皮瘤中发现了一种新的血管增生抑制剂一内皮抑素，它能有效地抑制血管增生。下面是获得重组内皮抑素的方法，请分析回答下列问题：

(1) 从肝细胞中分离总RNA，经_________获得cDNA，之后经过_________扩增内皮抑素基因。

(2) 扩增的目的基因与PUC18质粒（如图14所示）都用EcoR I和BamH I进行双酶切，然后用DNA连接酶进行连接，构建重组质粒。双酶切避免了目的基因与载体________连接，还减少了________的连接，提高了重组质粒的比例。

(3) 大肠杆菌pUC18质粒的LacZ基因中如果没有插入外源基因，lacZ基因便可表达出β-半乳糖苷酶，当培养基中含有IPTG和X-gal时，X-gal便会被β-半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落。反之，则形成白色菌落。

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_______物质。成功导入重组质粒的大肠杆菌在培养基中形成______________颜色的菌落，原因是_____________________。之所以选择大肠杆菌作为基因工程的受体菌，其突出的优点是：___________________________________

(4) 从选择培养基中挑取所需的单个菌落接种于液体培养基中培养，获得粗提表达产物。将等量毛细血管内皮细胞接种于细胞培养板，37⁰C培养。将等量不同浓度的粗提表达产物加进培养孔中，72h后在显微镜下观察细胞存活情况并，______________实验结果如下表所示。

结果说明__________________________________________

(10分）研究人员从血管内皮瘤中发现了一种新的血管增生抑制剂一内皮抑素，它能有效地抑制血管增生。下面是获得重组内皮抑素的方法，请分析回答下列问题：

(1) 从肝细胞中分离总RNA，经_________获得cDNA，之后经过_________扩增内皮抑素基因。
(2) 扩增的目的基因与PUC18质粒（如图14所示）都用EcoRI和BamH I进行双酶切，然后用DNA连接酶进行连接，构建重组质粒。双酶切避免了目的基因与载体________连接，还减少了________的连接，提高了重组质粒的比例。
(3) 大肠杆菌pUC18质粒的LacZ基因中如果没有插入外源基因，lacZ基因便可表达出β-半乳糖苷酶，当培养基中含有IPTG和X-gal时，X-gal便会被β-半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落。反之，则形成白色菌落。
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_______物质。成功导入重组质粒的大肠杆菌在培养基中形成______________颜色的菌落，原因是_____________________。之所以选择大肠杆菌作为基因工程的受体菌，其突出的优点是：___________________________________
(4) 从选择培养基中挑取所需的单个菌落接种于液体培养基中培养，获得粗提表达产物。将等量毛细血管内皮细胞接种于细胞培养板，37⁰C培养。将等量不同浓度的粗提表达产物加进培养孔中，72h后在显微镜下观察细胞存活情况并，______________实验结果如下表所示。

结果说明__________________________________________

谷氨酸是味精的主要成分，常用谷氨酸棒状杆菌发酵生产，但从自然界分离得到的谷氨酸棒状杆菌不耐高糖，且产量不高，科研人员运用有关生物技术手段，使一部分谷氨酸棒状杆菌转化成了耐高糖且产量高的菌株。请回答下列有关问题：

谷氨酸是味精的主要成分，常用谷氨酸棒状杆菌发酵生产，但从自然界分离得到的谷氨酸棒状杆菌不耐高糖，且产量不高，科研人员运用有关生物技术手段，使一部分谷氨酸棒状杆菌转化成了耐高糖且产量高的菌株。请回答下列有关问题：

（1）用加______________的培养基可筛选出耐高糖的菌株；如果要检测上述菌株是否被大肠杆菌污染，可在培养基中添加_______________试剂进行鉴别。

（2）生产谷氨酸时，为延长稳定期常采用的方法是________________________；谷氨酸的积累会限制谷氨酸产量的提高，是因为谷氨酸棒状杆菌存在酶__________的调节方式。为提高谷氨酸产量，常用的方法是增大__________的通透性。

（3）生产上接种上述优良菌株前，应先对培养基和发酵设备进行_________处理，目的是______________________________________________。

（4）在生产谷氨酸的过程中，发现谷氨酸棒状杆菌大量繁殖，但是谷氨酸的产量却很低，原因可能是没有及时调整________________________，经技术改进后又检测到代谢产物中有大量的乳酸，其原因很可能是___________________________，可采取的改进措施是__________________________________。