Question

8．為了研究微生物的抗藥性突變是自發(fā)產(chǎn)生的還是在環(huán)境因素的作用下產(chǎn)生的，1952年Lederberg夫婦利用大腸桿菌設計了一個影印培養(yǎng)法實驗．
影印培養(yǎng)法的實驗原理是：把長有數(shù)百個菌落的細菌母種培養(yǎng)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(yǎng)皿平板）上，使其均勻地沾滿來自母種培養(yǎng)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(yǎng)基上．
如圖就是利用影印培養(yǎng)技術證明大腸桿菌產(chǎn)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(yǎng)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(yǎng)基平板2上，隨即再影印到含有鏈霉素的培養(yǎng)基平板3上．經(jīng)培養(yǎng)后，在平板3上出現(xiàn)了個別抗鏈霉素的菌落．
②對培養(yǎng)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(yǎng)液4中，經(jīng)培養(yǎng)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(jù)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：將原始菌種涂布到含有鏈霉素的培養(yǎng)基中進行選擇培養(yǎng)，生長出的菌落即為抗鏈霉素的大腸桿菌．
（2）大腸桿菌抗鏈霉素基因存在于細胞的質粒結構上，在基因工程中，該結構常作運載體．
（3）3號、7號、11號培養(yǎng)皿中加入鏈霉素的作用是選擇作用，3號培養(yǎng)皿中的菌落比1號、2號中的菌落少很多，這說明了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(shù)量較少．
（4）該實驗最關鍵的設計思路是對照實驗．你認為該實驗設計的巧妙之處是最終獲得的抗藥性細菌一直沒有接觸鏈霉素．
（5）你認為該實驗得到的結論是微生物的抗藥性突變是自發(fā)產(chǎn)生的，而不是在鏈霉素的作用下產(chǎn)生的．

Answer 1

分析 1、影印培養(yǎng)法實質上是使在一系列培養(yǎng)皿的相同位置上能出現(xiàn)相同菌落的一種接種培養(yǎng)方法．通過影印培養(yǎng)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．
2、基因突變是隨機的、不定向的，自然選擇是定向的，微生物的抗藥性突變是自發(fā)產(chǎn)生的，環(huán)境只能對抗藥性突變進行選擇．

解答 解：（1）要獲得某種細菌就必須到相應的環(huán)境或提供相應的條件去尋找．因此要獲得抗鏈霉素的大腸桿菌，應將原始敏感菌種涂布到含有鏈霉素的培養(yǎng)基中進行選擇培養(yǎng)，生長出的菌落即為抗鏈霉素的大腸桿菌．
（2）大腸桿菌中的抗性基因存在于質粒上，質粒是基因工程常用的運載體之一．
 （3）在培養(yǎng)基中加入鏈霉素可以起到選擇的作用；3號培養(yǎng)皿中的菌落比1號、2號中的菌落少很多，原因是3號中有鏈霉素，這說明抗藥性的數(shù)量少，即發(fā)生抗藥性突變的大腸桿菌數(shù)量少．
 （4）該實驗最關鍵的設計思路是對照實驗．該實驗設計的巧妙之處是最終獲得的抗藥性細菌一直沒有接觸鏈霉素．
（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(fā)產(chǎn)生的，而不是在鏈霉素的作用下產(chǎn)生的．
故答案為：
（1）將原始菌種涂布到含有鏈霉素的培養(yǎng)基中進行選擇培養(yǎng)，生長出的菌落即為抗鏈霉素的大腸桿菌
（2）質粒  運載體
（3）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(shù)量較少
（4）對照實驗  最終獲得的抗藥性細菌一直沒有接觸鏈霉素
（5）微生物的抗藥性突變是自發(fā)產(chǎn)生的，而不是在鏈霉素的作用下產(chǎn)生的

點評 本題結合題圖，考查影印培養(yǎng)法的作用和微生物的篩選，意在強化學生對相關知識點的理解和運用，提高實驗能力．