Question

【題目】為了研究微生物的抗藥性突變是自發產生的還是在環境因素的作用下產生的，1952年Lederberg夫婦利用大腸桿菌設計了一個影印培養法實驗。

影印培養法的實驗原理是：把長有數百個菌落的細菌母種培養皿倒置于包有一層滅菌絲絨布的木質圓柱體（直徑略小于培養皿平板）上，使其均勻地沾滿來自母種培養皿平板上的菌落，然后通過這一“印章”把母板上的菌落“忠實地”一一接種到不同的其他培養基上。

下圖就是利用影印培養技術證明大腸桿菌產生抗鏈霉素突變基因的實驗。具體方法是：

①首先把大量對鏈霉素敏感的大腸桿菌涂布在不含鏈霉素的培養基的平板1的表面，待其長出密集的小菌落后，用影印法接種到不含鏈霉素的培養基平板2上，隨即再影印到含有鏈霉素的培養基平板3上。經培養后，在平板3上出現了個別抗鏈霉素的菌落。

②對培養皿2和3進行比較，在平板2上找到與平板3上那幾個抗性菌落的“孿生兄弟”。

③把平板2上與平板3上菌落相應的一個部位上的菌落挑至不含鏈霉素的培養液4中，經培養后，再涂布在平板5上。

④重復以上各步驟，最后在試管12中獲得了較純的抗性菌落。

根據以上材料回答下列問題：

（1）若要僅獲得抗鏈霉素的大腸桿菌，則該如何操作：____________________________________。

（2）大腸桿菌抗鏈霉素基因存在于細胞的_____________結構上，在基因工程中，該結構常作_____________。

（3）3號、7號、11號培養皿中加入鏈霉素的作用是_____________，3號培養皿中的菌落比1號、2號中的菌落少很多，這說明了________________________________________________________________。

（4）該實驗最關鍵的設計思路是______________________________________________________________。你認為該實驗設計的巧妙之處是_________________________________________________________。

（5）你認為該實驗得到的結論是______________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 將原始菌種涂布到含有鏈霉素的培養基中進行選擇培養，生長出的菌落即為抗鏈霉素的大腸桿菌 質粒 運載體 選擇作用 通過鏈霉素的選擇作用，具有抗藥性的大腸桿菌保留下來，數量較少 對照實驗 最終獲得的抗藥性細菌一直沒有接觸鏈霉素 微生物的抗藥性突變是自發產生的，而不是在鏈霉素的作用下產生的

【解析】試題分析：本題通過題圖主要考查影印培養法的作用和微生物的篩選，影印培養法實質上是使在一系列培養皿的相同位置上能出現相同菌落的一種接種培養方法。通過影印培養法，可以從在非選擇性條件下生長的細菌群體中，分離出各種類型的突變種。

（1）要獲得某種細菌就必須到相應的環境或提供相應的條件去尋找，即應將將原始敏感菌種涂布到含有鏈霉素的培養基中進行選擇培養，生長出的菌落即為抗鏈霉素的大腸桿菌。

（2）抗性基因的標記常存在于質粒上。質粒在基因工程中常作為運載體。

（3）在培養基中加入鏈霉素是選擇作用，3號培養皿中的菌落比1號、2號中的菌落少很多，因3號中有鏈霉素，這說明抗藥性的數量少，即發生抗藥性突變的大腸桿菌數量少。

（4）該實驗最關鍵的設計思路是設置了對照實驗。最終獲得的抗藥性細菌一直沒有接觸鏈霉素這是實驗設計的巧妙之處，這樣就能排除抗藥性細菌的產生不是鏈霉素誘導產生的。

（5）實驗中的1和2號試管中沒有加鏈霉素，但最終卻從它們中獲得了抗鏈霉素的菌種，說明大腸桿菌的抗藥性突變是隨機自發產生的。