2016年全國Ⅰ卷第40題探究

安徽 王 米

2016年全國Ⅰ卷第40題探究

安徽 王 米

原題：40.[生物—選修3：現代生物科技專題]（15分）

某一質粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導致相應的基因失活（Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環素抗性基因）。有人將此質粒載體用BamHⅠ酶切后，與用BamHⅠ酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進行連接反應，用得到的混合物直接轉化大腸桿菌。結果大腸桿菌有的未被轉化，有的被轉化。被轉化的大腸桿菌有三種，分別是含有環狀目的基因、含有質粒載體、含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}：

（1）質粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有_________（答出兩點即可），而作為基因表達載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。

（2）如果用含有氨芐青霉素的培養基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉化的和僅含環狀目的基因的細胞不能區分的，其原因是__________；并且__________和__________的細胞也是不能區分的，其原因是____________________。在上述篩選的基礎上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有__________的固體培養基。

（3）基因工程中，某些噬菌體經改造后可以作為載體，其DNA復制所需的原料來自于_________。

【考點】質粒載體應具備的基本條件；如何利用抗性基因篩選含重組質粒的細胞；病毒的生命活動離不開細胞。

【專題】生物選修3《現代生物科技專題》專題一基因工程

【解析】（1）此小題考查的是質粒載體應具備的基本條件：能自我復制；具有標記基因；具有一個或多個限制酶切位點等。

（2）此小題考查的是如何利用抗性基因篩選含重組質粒的細胞。由題意可知，在含有氨芐青霉素的培養基上，只有具有Ampr的大腸桿菌才能夠生長，而Ampr位于質粒載體上，故未被轉化的和僅含環狀目的基因的大腸桿菌細胞中無Ampr，因此兩者在氨芐青霉素的培養基均不能生長；含有質粒載體和含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌均具有Ampr，因此兩者在氨芐青霉素的培養基均能生長。

目的基因的插入破壞了質粒載體的Tetr，因此含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌不能在含有四環素的培養基上生長，而含有質粒載體的大腸桿菌能在四環素的培養基上生長，從而區分開。

（3）此小題考查的是病毒的生命活動離不開細胞。噬菌體屬于病毒，是專門寄生在細菌細胞中的病毒，在侵染細菌時，噬菌體的DNA進入細菌細胞中，蛋白質外殼留在外面，因此其DNA復制所需的原料來自于宿主細胞。題意中某些改造后噬菌體是作為載體，構建好基因表達載體后要導入的是受體細胞，因此答案是受體細胞。

【答案】（1）能自我復制、具有標記基因 （2）二者均不含氨芐青霉素抗性基因，在該培養基上均不能生長 含有質粒載體 含有插入了目的基因的重組質粒（或答含有重組質粒） 二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養基上均能生長 四環素 （3）受體細胞

【進一步探究】我們的學生做完這道題以后，提出一些疑問：

疑問1：第1小題的答案能不能寫對宿主細胞無害，分子大小應合適等，題目考查的是基本條件，應優先從質粒載體必備的三個條件著手。

疑問2：第2小題最后一空，即填四環素的那個空，學生提出：含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌在四環素的培養基不能生長，當知道它是含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌，但它已經不存在了，篩選還有什么意義。其實這時我們可以采用影印平板培養法，它是一種能達到在一系列培養皿的相同位置上出現相同遺傳型菌落的接種培養方法。具體做法是把長有許多菌落的母種培養皿倒置于包有滅菌絲絨布的木質圓柱印章上，使其沾上來自平板上的菌落。然后可把這一“印章”上的菌落一一接種到其他選擇性培養基平板上。待這些平板培養后，對各平板相同位置上的菌落作對比，就可以找到所需的菌落。

例如：這題我們可以把未被轉化、已被轉化的大腸桿菌都放在普通培養基上進行培養，過一段時間讓其長成菌落，視為母種培養皿，然后長有許多菌落的母種培養皿倒置于包有滅菌絲絨布的木質圓柱印章上，然后可把這一“印章”上的菌落一一接種到含有氨芐青霉素、四環素的培養基上。如圖：

由圖可知：左上角那個菌落就是在含有氨芐青霉素的培養基上能正常生長而在含有四環素的培養基上不能正常生長，即含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌。雖然在含有四環素的培養基上找不到，但在普通培養基上和含有氨芐青霉素的培養基均可以找到該菌落，這就是應用了影印平板培養法，目前它已廣泛應用于營養缺陷型的篩選以及抗藥性菌株篩選等研究工作中。

疑問3：第3小問的答案能不能填宿主細胞、細菌、大腸桿菌，因為這道題它想考查的是某些噬菌體經改造后可以作為載體，構建好基因表達載體后，接下來要導入的是受體細胞，結合基因工程的操作步驟，受體細胞這個答案是最符合題意的，我們應該引導學生規范答題。

（作者單位：安徽省碭山中學）