Question

为了研究大肠杆菌产生抗链霉素的抗药性突变是自发产生的还是在环境因素的作用下产生的，研究人员做了如下实验（如下图）：

步骤一：将对链霉素敏感的大肠杆菌稀释涂布在不含链霉素的平板1上，待其长出密集的小菌落后，用影印法接种到不含链霉素的培养基平板2上，随即再影印到含有链霉素的培养基平板3上。经培养后，在平板3上出现了个别抗链霉素的菌落。

步骤二：对培养皿2和3进行比较，在平板2上找到与平板3上位置相同的那几个菌落，将平板2上与平板3上位置相同的菌落挑至不含链霉素的培养液4中，经培养后，再稀释涂布在平板5上。并重复以上各步骤，最后在试管12中获得了较纯的抗链霉素菌落。

根据以上材料回答下列问题：

(1)自然条件下，大肠杆菌可遗传变异的来源是_____，若要鉴定大肠杆菌菌落，可用_________培养基。

(2)3号、7号、11号培养基中加入链霉素的作用是_______，3号培养皿中的菌落比1号、2号中的菌落少很多，这说明了_________。

(3)你认为该实验最关键的设计思路是_______。

(4)该实验得到的结论是_____________。

Answer

基因突变 伊红-美蓝 选择混合菌种中的抗药性菌落 生物的自然突变率很低 通过影印接种的方法，在没有链霉素的培养基中找到了抗链霉素的菌落 微生物的抗药性突变是自发产生的，而不是在环境因素的作用下诱导产生

【解析】

1、影印培养法实质上是使在一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法。通过影印培养法，可以从在非选择性条件下生长的细菌群体中，分离出各种类型的突变种。
2、基因突变是随机的、不定向的，自然选择是定向的，微生物的抗药性突变是自发产生的，环境只能对抗药性突变进行选择。

（1）大肠杆菌属于原核生物，无染色体，不产生染色体变异，不进行有性生殖，不能产生基因重组，因此大肠杆菌可遗传变异的来源是基因突变。若要鉴定大肠杆菌菌落，可用伊红-美蓝培养基。
（2）在培养基中加入链霉素可以起到选择的作用；3号培养皿中的菌落比1号、2号中的菌落少很多，原因是3号中有链霉素，这说明抗药性的数量少,是因为生物的自然突变率很低，即发生抗药性突变的大肠杆菌数量少。
（3）该实验最关键的设计思路是对照实验，该实验设计的巧妙之处是最终获得的抗药性细菌一直没有接触链霉素，思路即通过影印接种的方法，在没有链霉素的培养基中找到了抗链霉素的菌落。
（4）实验中的1和2号试管中没有加链霉素，但最终却从它们中获得了抗链霉素的菌种，是由于大肠杆菌等微生物的抗药性突变是自发产生的，而不是在环境因素链霉素等的作用下诱导产生。