Question

細菌、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年英國的細菌學(xué)家弗萊明（A.Fleming）通過實驗發(fā)現(xiàn)了青霉菌分泌的青霉素能有效地殺死細菌，1941年英國劍橋大學(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，三人共享了1945年的諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎。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，開創(chuàng)了抗菌藥物開發(fā)的新紀元，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。

請回答下列問題：

（1）微生物在代謝過程中，會產(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)�？股�素類藥物剛剛開始使用時，人們普遍地認為它能有效地殺滅細菌而對人體無害。但是，近60年的實踐說明，細菌可以針對一種甚至幾種抗生素產(chǎn)生耐藥性。以前用抗生素容易對付的結(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)生了對一種或幾種抗生素的耐藥性，醫(yī)生有時也無計可施，現(xiàn)在這個名單正在變得越來越長。細菌為什么會產(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，他認為早用抗生素可以更早地痊愈。

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

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（5）在生活中，你能否為你的父母設(shè)計一個小實驗，證明青霉素能有效地抑制和殺滅細菌？

    ①你將選擇什么樣的實驗材料？    ②簡要寫出操作過程。③請預(yù)期實驗結(jié)果。

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Answer 1

（1）次級代謝產(chǎn)物        誘變育種

（2）在目的基因的檢測和表達這一步驟中，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，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)入受體細胞后，可以根據(jù)受體細胞是否具有青霉素抗性來判斷受體細胞是否獲得了目的基因。

（3）細菌在生長和繁殖過程中，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。長期使用某種抗生素，就會通過自然選擇產(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菌的生長，但不能抑制病毒的增殖。②自行加大劑量，會影響機體內(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），并充分攪拌，另一杯牛奶做對照。在兩個玻璃杯上貼上標簽，注明時間，并放在溫暖地方。看看哪杯牛奶先變質(zhì)。

③預(yù)期結(jié)果：沒有加入青霉素的牛奶先變質(zhì)。