Question

細(xì)菌、病毒等病原微生物給人類的健康帶來了極大的危害，千百年來，人們一直在努力尋找能夠與這些病原微生物抗衡的藥物。直到1928年英國(guó)的細(xì)菌學(xué)家弗萊明（A.Fleming）通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了青霉菌分泌的青霉素能有效地殺死細(xì)菌，1941年英國(guó)劍橋大學(xué)畢業(yè)的科學(xué)家弗洛理（H.W.Florey）和錢恩（E.B.Chain）研究出了大規(guī)模生產(chǎn)青霉素的方法，并于1943年用于臨床治療，才使得成千上萬(wàn)的人得到救治。鑒于弗萊明、弗洛理、錢恩在青霉素研究和開發(fā)方面做出的巨大貢獻(xiàn)，三人共享了1945年的諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。青霉素的研制成功，激發(fā)了微生物學(xué)和醫(yī)學(xué)史上規(guī)模最大的科學(xué)探索活動(dòng)，開創(chuàng)了抗菌藥物開發(fā)的新紀(jì)元，各種抗生素的研制、開發(fā)和利用蓬勃發(fā)展。目前，人們經(jīng)常使用的抗生素有200多種，在人類控制感染性疾病等方面起到了重要的作用。

請(qǐng)回答下列問題：

（1）微生物在代謝過程中，會(huì)產(chǎn)生多種多樣的代謝產(chǎn)物，根據(jù)代謝產(chǎn)物與微生物生長(zhǎng)繁殖的關(guān)系，青霉素屬于___________。高產(chǎn)青霉素菌株是通過________技術(shù)培育而獲得的。

（2）青霉素不僅應(yīng)用在醫(yī)療方面，在基因工程技術(shù)中仍有廣泛的應(yīng)用。請(qǐng)舉一例說明青霉素在基因工程操作步驟中的應(yīng)用：____________________________________________

（3）抗生素是指微生物在代謝過程中產(chǎn)生的，能抑制或殺滅其他種類微生物的化學(xué)物質(zhì)。抗生素類藥物剛剛開始使用時(shí)，人們普遍地認(rèn)為它能有效地殺滅細(xì)菌而對(duì)人體無(wú)害。但是，近60年的實(shí)踐說明，細(xì)菌可以針對(duì)一種甚至幾種抗生素產(chǎn)生耐藥性。以前用抗生素容易對(duì)付的結(jié)核桿菌、金黃色葡萄球菌、肺炎雙球菌等，現(xiàn)在已經(jīng)產(chǎn)生了對(duì)一種或幾種抗生素的耐藥性，醫(yī)生有時(shí)也無(wú)計(jì)可施，現(xiàn)在這個(gè)名單正在變得越來越長(zhǎng)。細(xì)菌為什么會(huì)產(chǎn)生抗藥性呢？

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（4）下列使用抗生素的事例有可能是你和你的家人經(jīng)歷過的，請(qǐng)你分析其合理性。

 ①甲患了流行性感冒立即使用抗生素，他認(rèn)為早用抗生素可以更早地痊愈。

 ②乙在生病時(shí)，為了更快地控制病情，自行在醫(yī)囑的基礎(chǔ)上加大服藥計(jì)量。

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（5）在生活中，你能否為你的父母設(shè)計(jì)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，證明青霉素能有效地抑制和殺滅細(xì)菌？

    ①你將選擇什么樣的實(shí)驗(yàn)材料？    ②簡(jiǎn)要寫出操作過程。③請(qǐng)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

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Answer 1

（1）次級(jí)代謝產(chǎn)物        誘變育種

（2）在目的基因的檢測(cè)和表達(dá)這一步驟中，可以利用大腸桿菌的某種質(zhì)粒具有青霉素抗性基因這一特點(diǎn)，當(dāng)這種質(zhì)粒與外源DNA組合在一起形成重組質(zhì)粒，并被轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞后，可以根據(jù)受體細(xì)胞是否具有青霉素抗性來判斷受體細(xì)胞是否獲得了目的基因。

（3）細(xì)菌在生長(zhǎng)和繁殖過程中，可以通過基因突變等方式獲得耐藥性基因，從而產(chǎn)生耐藥性。長(zhǎng)期使用某種抗生素，就會(huì)通過自然選擇產(chǎn)生耐該抗生素的菌群。

（4）①流感是由流感病毒引起的，抗生素能有效地抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)，但不能抑制病毒的增殖。②自行加大劑量，會(huì)影響機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，造成體內(nèi)菌群失調(diào)，導(dǎo)致其他疾病的發(fā)生。

（5）①市售牛奶

    ②操作過程：取一袋250mL的牛奶，平均倒入兩個(gè)玻璃杯中，其中一杯牛奶加入10mL的青霉素針劑（或片劑2片），并充分?jǐn)嚢�，另一杯牛奶做�?duì)照。在兩個(gè)玻璃杯上貼上標(biāo)簽，注明時(shí)間，并放在溫暖地方�？纯茨谋�牛奶先變質(zhì)。

③預(yù)期結(jié)果：沒有加入青霉素的牛奶先變質(zhì)。