Question

【題目】四膜蟲是單細胞真核生物，營養成分不足時，進行接合生殖，過程如圖1所示。科研人員用高濃度的DDT處理不耐藥的野生型四膜蟲，經篩選獲得了純合的耐藥四膜蟲。為研究四膜蟲耐藥的機理，進行了相關實驗。

（1）高濃度DDT處理四膜蟲可獲得耐藥個體，原因是DDT對四膜蟲具有____________作用，使耐藥的個體被保留。

（2）為研究耐藥性的遺傳，科研人員將四膜蟲分為80組進行實驗，每一組兩只四膜蟲，一只是純合的耐藥四膜蟲，另一只是野生型四膜蟲。每一組的一對四膜蟲接合生殖后得到的四膜蟲均耐藥。若每一組接合后的四膜蟲再次相互接合，在80組實驗結果中，出現耐藥四膜蟲的組數約為____________組，則表明耐藥性受一對等位基因控制，并且耐藥為____________性；若80組實驗結果中，出現耐藥四膜蟲的組數約為____________組，則表明耐藥性受兩對等位基因控制，并且這兩對基因獨立分配。

（3）為研究基因A與四膜蟲的耐藥性是否有關，科研人員提取耐藥個體的DNA，用圖2所示的引物組合，分別擴增A基因的A1片段、A3片段。

①據圖分析，用引物Ⅰ、Ⅱ組合擴增后，得到的絕大部分DNA片段是下圖中的_________。

②將大量N基因片段與擴增得到的A1片段、 A3片段置于PCR反應體系中進行擴增，得到的絕大多數擴增產物是____________。

③回收的PCR擴增產物通過基因工程方法轉入耐藥四膜蟲細胞中，并用加入____________的培養液篩選，獲得A基因____________的四膜蟲，這種四膜蟲在高濃度DDT處理下生長速率明顯下降，表明A基因是耐藥基因。

（4）從進化角度分析，營養成分不足時，四膜蟲進行接合生殖的優勢是____________。

Answer 1

【答案】 選擇 60 顯 45 d A1-N-A3 巴龍霉素 被敲除 通過基因重組，增加遺傳多樣性，有利于適應環境

【解析】試題分析：

據圖分析，兩個單核的四膜蟲結合成一體，進行一次減數分裂形成兩個一體的四核細胞，隨后每個細胞中有三個核消失，經過一次有絲分裂形成兩個一體的雙核細胞，隨后兩個細胞交換一個核，每個細胞中的兩個核融合成一個核，最后結合在一起的兩個細胞分離。

（1）高濃度DDT對四膜蟲的耐藥性個體進行了選擇，不耐藥的個體被淘汰，生存下來的是耐藥性的個體。

（2）每一組兩只四膜蟲，—只是純合的耐藥四膜蟲，另一只是野生型四膜蟲。每一組的一對四膜蟲接合生殖后得到的四膜蟲均耐藥，說明耐藥性是顯性性狀，結合后的四膜蟲為雜合子；若每一組接合后的四膜蟲再次相互接合，相當于雜合子自交，后代會出現3:1性狀分離比，所以80組實驗結果中，出現耐藥四膜蟲的組數約為60組。若耐藥性受兩對等位基因控制，則耐藥性后代占9/16，即80組實驗結果中，出現耐藥四膜蟲的組數約為45組。

（3）①根據題圖分析，用引物Ⅰ、Ⅱ組合擴增擴增的是A1片段，以引物Ⅱ所在的單鏈為模板在引物Ⅰ的作用下合成DNA時，引物Ⅱ上的X片段也被作為模板合成子鏈，因此得到的絕大部分DNA片段是圖3中的d。

②由于引物Ⅱ、Ⅲ上的x、y片段都能與N基因兩條鏈上的堿基進行互補配對，因此將大量N基因片段與擴增得到的A1片段、A3片段置于PCR反應體系中進行擴增，得到的絕大多數擴增產物是A1-N-A3，A2基因被敲除。

③回收的PCR擴增產物通過基因工程方法轉入耐藥四膜蟲細胞中，并用加入巴龍霉素的培養液篩選，獲得A基因被敲除的四膜蟲,這種四膜蟲在高濃度DDT處理下生長速率明顯下降，表明A基因是耐藥基因。

(4)四膜蟲進行接合生殖的優勢是通過基因重組，增加遺傳多樣性，有利于適應環境。