Question

大腸桿菌是生物學(xué)及醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中最有代表性的模式生物之一。

（1）大腸桿菌與飲水安全。

    國家規(guī)定，每升飲用水中大腸菌數(shù)不得超過3個。有人測定某飲用水中的大腸桿菌（群）數(shù)：先將1升飲用水水樣濃縮至10毫升，然后各取濃縮水樣的2毫升，涂布到5個培養(yǎng)皿中進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)后計(jì)數(shù)的菌落數(shù)分別是9、12、5、8、6。請回答下列問題：

1）根據(jù)上述結(jié)果計(jì)算，被檢水樣大腸菌群數(shù)為________，水樣________ （能、不能）達(dá)標(biāo)。2）檢測過程中需要培養(yǎng)大腸菌菌群，培養(yǎng)基配方如下：

瓊脂	蛋白胨	乳糖	蔗糖	K2HPO4	伊紅	美藍(lán)	蒸餾水	pH
15 g	10 g	5 g	5 g	2 g	0.4 g	0. 065 g	1000 mL	7.2

    從培養(yǎng)基配方可以確定大腸桿菌的營養(yǎng)類型是                 ；從培養(yǎng)基功能可以確定其類型是              培養(yǎng)基，理由是                                    。

3）培養(yǎng)大腸桿菌時，在接種前需要檢測培養(yǎng)基是否被污染。對于固體培養(yǎng)基應(yīng)采用的檢測方法是_______________________________________________________。

（2）大腸桿菌與基因工程。

大腸桿菌pUC118質(zhì)粒的某限制酶唯一酶切序列，位于該質(zhì)粒的lacZ基因中。lacZ基因中如果沒有插入外源基因，lacZ基因便可表達(dá)出b-半乳糖苷酶。當(dāng)培養(yǎng)基中含有IPTG和X-gal時，X-gal便會被b-半乳糖苷酶水解成藍(lán)色，大腸桿菌將形成藍(lán)色菌落；如果lacZ基因中插入了外源基因，帶有pUC118質(zhì)粒的大腸桿菌便不能表達(dá)b-半乳糖苷酶，培養(yǎng)基中的X-gal不會被水解成藍(lán)色，大腸桿菌將形成白色菌落。pUC118還攜帶了氨芐青霉素抗性基因。下圖是利用lacZ基因篩選重組質(zhì)粒示意圖。據(jù)圖回答問題：

1）質(zhì)粒結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是                       。

2）作為受體大腸桿菌應(yīng)不含氨芐青霉素抗性基因，原因是                             。

3）試管Ⅱ中用氯化鈣溶液處理（增加其細(xì)胞壁的通透性）過的受體大腸桿菌，并在培養(yǎng)基中加入                                   。

3）將上述處理后的大腸桿菌置于圖中培養(yǎng)基上培養(yǎng)，以檢測受體大腸桿菌是否導(dǎo)入重組質(zhì)粒，請預(yù)測菌落的顏色，并分析結(jié)果：

①                                                                               。

②                                                                               。

（3）選擇大腸桿菌作為研究材料，主要原因是：它體積小、結(jié)構(gòu)簡單、             、

             等。

Answer 1

（1）1）30、不能           

     2）異養(yǎng)型      選擇      大腸桿菌菌落能被伊紅美藍(lán)染色成為金屬光澤的紫黑色

     3）將未接種的培養(yǎng)基在適宜的溫度下放置一段時間，觀察培養(yǎng)基上是否有菌落產(chǎn)生

（2）1）雙鏈閉環(huán)DNA分子

2）便于篩選已導(dǎo)入重組質(zhì)粒的受體大腸桿菌     

3）IPTG、X-gal、氨芐青霉素

4）①如果長出藍(lán)色菌落，說明運(yùn)載體pUC118質(zhì)粒已轉(zhuǎn)入受體菌，但目的基因沒有接入運(yùn)載體（或說明重組質(zhì)粒沒導(dǎo)入受體大腸桿菌）

②如果長出白色菌落，說明重組質(zhì)粒已導(dǎo)入受體大腸桿菌

（3）易培養(yǎng)、生活周期短、變異類型容易選擇等

解析:

（1）1）根據(jù)濃縮前后的比例及其培養(yǎng)后獲得的菌落數(shù)可以計(jì)算出被檢水樣大腸菌群數(shù)，并依此做出判斷。2）根據(jù)碳源為乳糖和蔗糖等有機(jī)碳源可以判斷出大腸桿菌的營養(yǎng)類型是異養(yǎng)型。由于加入了伊紅和美藍(lán)，所以從培養(yǎng)基功能可以確定其類型是選擇培養(yǎng)基。3）檢測培養(yǎng)基是否被污染的方法是設(shè)置空白對照，即將未接種的培養(yǎng)基在適宜的溫度下放置一段時間，觀察培養(yǎng)基上是否有菌落產(chǎn)生。（2）1）質(zhì)粒是小型閉環(huán)雙鏈DNA 分子。2）基因工程的受體細(xì)胞一般不含有標(biāo)記基因，以便于篩選已導(dǎo)入重組質(zhì)粒的受體大腸桿菌。3）根據(jù)題中的信息和質(zhì)粒上帶有的標(biāo)記基因，可以判斷出在培養(yǎng)基中應(yīng)加入IPTG、X-gal、氨芐青霉素。4）根據(jù)題干信息可以作出如下判斷：如果長出藍(lán)色菌落，說明運(yùn)載體pUC118質(zhì)粒已轉(zhuǎn)入受體菌，但目的基因沒有接入運(yùn)載體；如果長出白色菌落，說明重組質(zhì)粒已導(dǎo)入受體大腸桿菌。（3）選擇大腸桿菌作為研究材料，主要原因是：它體積小、結(jié)構(gòu)簡單、易培養(yǎng)、生活周期短、變異類型容易選擇等。