Question

chlL基因是野生型藍(lán)藻中控制葉綠素合成的基因，科學(xué)家為研究其功能，需要構(gòu)建缺失chlL基因的突變型藍(lán)藻，實驗過程如圖所示．圖中細(xì)菌質(zhì)粒pUC118 帶有氨芐青霉素的抗性基因（ampR）；其上的lacZ基因編碼的蛋白質(zhì)可以讓細(xì)菌在含有半乳糖的培養(yǎng)基上形成藍(lán)色菌落，該基因被切斷時菌落呈白色．細(xì)菌質(zhì)粒pRL-425帶有紅霉素的抗性基因（Er）．請回答：
（1）與酵母菌相比，藍(lán)藻在結(jié)構(gòu)上最主要的特點是

 

，二者均具有的細(xì)胞器是

 

．
（2）科學(xué)家首先需要通過

 

擴(kuò)增出大的生型藍(lán)藻的chlL基因，其反應(yīng)體系主要包括模板 DNA、導(dǎo)入野生型藍(lán)藻，替換 chlL 基因，獲得缺失chlL基因的突變型藍(lán)藻dCTP、dATP、dGTP、dTTP，含酶促反應(yīng)離子的緩沖液，

 

和

 

．
（3）將chlL基因?qū)�入質(zhì)粒pUC118，在含有半乳糖的培養(yǎng)基上，成功導(dǎo)入組質(zhì)粒1的菌體形成的菌落呈

 

色．使用含有

 

的培養(yǎng)基可篩選出缺失chlL基因的突變型藍(lán)藻．
（4）已知藍(lán)藻葉綠素的合成有兩條途徑--依賴光的合成和不依賴光的合成，分別提取在光下和黑暗環(huán)境中培養(yǎng)的 生型和突變型藍(lán)藻的葉綠素，其含見表：

項目 藍(lán)藻	葉綠素含/?gOD?（730-1 ）
	光下培養(yǎng)	黑暗中培養(yǎng)
生型	4.22	3.34
突變型	4.22	0.08

由上表數(shù)據(jù)可以推測：藍(lán)藻chlL基因控制的是葉綠素

 

的合成途徑．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術(shù),原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)的異同,光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程的能量變化和物質(zhì)變化

專題：

分析：分析題圖：目的基因插入質(zhì)粒pUC118后，lacZ基因被破壞，因此導(dǎo)入重組質(zhì)粒1的細(xì)菌在含有半乳糖的平板上，形成白色菌落．Er基因插入重組質(zhì)粒1后，破壞了chlL基因，導(dǎo)入重組質(zhì)粒2的突變型藍(lán)藻含有紅霉素抗性基因，而野生型藍(lán)藻不含紅霉素抗性基因，所以將在含有紅霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時，可篩選出缺失chlL基因的突變型藍(lán)藻．
分析表格：野生型藍(lán)藻在光下培養(yǎng)和在黑暗中培養(yǎng)時，葉綠素的含量相差不大，而突變型藍(lán)藻藍(lán)藻在光下培養(yǎng)和在黑暗中培養(yǎng)時，葉綠素的含量相差很大．

解答： 解：（1）酵母菌是真核生物，由真核細(xì)胞構(gòu)成的．藍(lán)藻是原核生物，由原核細(xì)胞構(gòu)成的．原核細(xì)胞結(jié)構(gòu)比較簡單，沒有由核膜包圍的細(xì)胞核；沒有染色體，只有一種細(xì)胞器核糖體．
（2）PCR技術(shù)能在短時間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因（野生型藍(lán)藻的chlL基因）．PCR擴(kuò)增過程中需要模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）．
（3）由圖可知，目的基因插入質(zhì)粒pUC118后，lacZ基因被破壞，因此導(dǎo)入重組質(zhì)粒1的細(xì)菌在含有半乳糖的平板上，形成白色菌落．野生型藍(lán)藻不含帶有紅霉素的抗性基因，而Er基因插入重組質(zhì)粒1后，破壞了chlL基因，導(dǎo)入重組質(zhì)粒2的突變型藍(lán)藻含有紅霉素抗性基因，所以將野生型藍(lán)藻和突變型藍(lán)藻分別放在含有紅霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時，野生型藍(lán)藻會死亡，可篩選出缺失chlL基因的突變型藍(lán)藻．
（4）由表格可知，野生型藍(lán)藻在光下培養(yǎng)和在黑暗中培養(yǎng)時，葉綠素的含量相差不大，而突變型藍(lán)藻藍(lán)藻在光下培養(yǎng)和在黑暗中培養(yǎng)時，葉綠素的含量相差很大，說明藍(lán)藻的chlL基因調(diào)控的是葉綠素不依賴光的合成途徑．
故答案為：
（1）無核膜包圍的細(xì)胞核   核糖體 
（2）PCR（或：聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）  引物  熱穩(wěn)定DNA聚合酶
（3）白   紅霉素
（4）藍(lán)藻的chlL基因調(diào)控的是葉綠素不依賴光的合成途徑（或：藍(lán)藻的chlL基因缺失會阻擋葉綠素不依賴光的合成途徑）

點評：本題結(jié)合圖表，考查基因工程及探究實驗，意在考查考生分析圖表提取有效信息的能力；能理解所學(xué)知識要點，把握知識間內(nèi)在聯(lián)系的能力；能具有對一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力，并能對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理．