2016年全国Ⅰ卷第40题探究

安徽 王 米

2016年全国Ⅰ卷第40题探究

安徽 王 米

原题：40.[生物—选修3：现代生物科技专题]（15分）

某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载体用BamHⅠ酶切后，与用BamHⅠ酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：

（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有_________（答出两点即可），而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。

（2）如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞不能区分的，其原因是__________；并且__________和__________的细胞也是不能区分的，其原因是____________________。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有__________的固体培养基。

（3）基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于_________。

【考点】质粒载体应具备的基本条件；如何利用抗性基因筛选含重组质粒的细胞；病毒的生命活动离不开细胞。

【专题】生物选修3《现代生物科技专题》专题一基因工程

【解析】（1）此小题考查的是质粒载体应具备的基本条件：能自我复制；具有标记基因；具有一个或多个限制酶切位点等。

（2）此小题考查的是如何利用抗性基因筛选含重组质粒的细胞。由题意可知，在含有氨苄青霉素的培养基上，只有具有Ampr的大肠杆菌才能够生长，而Ampr位于质粒载体上，故未被转化的和仅含环状目的基因的大肠杆菌细胞中无Ampr，因此两者在氨苄青霉素的培养基均不能生长；含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌均具有Ampr，因此两者在氨苄青霉素的培养基均能生长。

目的基因的插入破坏了质粒载体的Tetr，因此含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌不能在含有四环素的培养基上生长，而含有质粒载体的大肠杆菌能在四环素的培养基上生长，从而区分开。

（3）此小题考查的是病毒的生命活动离不开细胞。噬菌体属于病毒，是专门寄生在细菌细胞中的病毒，在侵染细菌时，噬菌体的DNA进入细菌细胞中，蛋白质外壳留在外面，因此其DNA复制所需的原料来自于宿主细胞。题意中某些改造后噬菌体是作为载体，构建好基因表达载体后要导入的是受体细胞，因此答案是受体细胞。

【答案】（1）能自我复制、具有标记基因 （2）二者均不含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不能生长 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒（或答含有重组质粒） 二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长 四环素 （3）受体细胞

【进一步探究】我们的学生做完这道题以后，提出一些疑问：

疑问1：第1小题的答案能不能写对宿主细胞无害，分子大小应合适等，题目考查的是基本条件，应优先从质粒载体必备的三个条件着手。

疑问2：第2小题最后一空，即填四环素的那个空，学生提出：含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌在四环素的培养基不能生长，当知道它是含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌，但它已经不存在了，筛选还有什么意义。其实这时我们可以采用影印平板培养法，它是一种能达到在一系列培养皿的相同位置上出现相同遗传型菌落的接种培养方法。具体做法是把长有许多菌落的母种培养皿倒置于包有灭菌丝绒布的木质圆柱印章上，使其沾上来自平板上的菌落。然后可把这一“印章”上的菌落一一接种到其他选择性培养基平板上。待这些平板培养后，对各平板相同位置上的菌落作对比，就可以找到所需的菌落。

例如：这题我们可以把未被转化、已被转化的大肠杆菌都放在普通培养基上进行培养，过一段时间让其长成菌落，视为母种培养皿，然后长有许多菌落的母种培养皿倒置于包有灭菌丝绒布的木质圆柱印章上，然后可把这一“印章”上的菌落一一接种到含有氨苄青霉素、四环素的培养基上。如图：

由图可知：左上角那个菌落就是在含有氨苄青霉素的培养基上能正常生长而在含有四环素的培养基上不能正常生长，即含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。虽然在含有四环素的培养基上找不到，但在普通培养基上和含有氨苄青霉素的培养基均可以找到该菌落，这就是应用了影印平板培养法，目前它已广泛应用于营养缺陷型的筛选以及抗药性菌株筛选等研究工作中。

疑问3：第3小问的答案能不能填宿主细胞、细菌、大肠杆菌，因为这道题它想考查的是某些噬菌体经改造后可以作为载体，构建好基因表达载体后，接下来要导入的是受体细胞，结合基因工程的操作步骤，受体细胞这个答案是最符合题意的，我们应该引导学生规范答题。

（作者单位：安徽省砀山中学）