Question

【題目】野生型大腸桿菌通過一系列的生化反應(yīng)合成生長所必需的各種物質(zhì)，從而能在基本培養(yǎng)基上生長，但如果發(fā)生基因突變，導(dǎo)致生化反應(yīng)的某一步驟不能進(jìn)行，而致使某些必需物質(zhì)不能合成，它就無法在基本培養(yǎng)基上生長。某科學(xué)家利用紫外線處理野生型大腸桿菌后，得到4種不能在基本培養(yǎng)基上生長的突變體，向基本培養(yǎng)基中分別加入A、B、C、D、E五種物質(zhì)（其中E是基本培養(yǎng)基已有的成分），這4種突變體和野生型共5個(gè)品系的生長情況如下表。

注：“+”表示只加入該物質(zhì)后，大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長；“－”表示只加入該物質(zhì)后，大腸桿菌不能在基本培養(yǎng)基上生長。

分析并回答下列問題：

（1）為什么某個(gè)基因發(fā)生了突變，就會導(dǎo)致生化反應(yīng)的某一步驟不能進(jìn)行？__________。由此可說明，基因可以通過控制___________來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀。

（2）上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明品系__________是野生型，理由是___________________。

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，野生型大腸桿菌體內(nèi)A、B、C、D、E五種物質(zhì)合成的先后順序是：________ (用字母和箭頭表示)。

（4）運(yùn)用所學(xué)知識寫出兩種利用突變體獲得野生型大腸桿菌的方法：①_______________；②___________________。這兩種方法的原理分別是______________。

Answer 1

【答案】基因突變導(dǎo)致不能合成某生化反應(yīng)所需要的酶 酶的合成 3 該品系能在基本培養(yǎng)基中正常生長（或向基本培養(yǎng)基加入A、B、C、D、E中的任何一種物質(zhì)，品系3都能正常生長） E→A→C→B→D 將不同突變體混合培養(yǎng)，通過細(xì)菌轉(zhuǎn)化使突變體恢復(fù)為野生型 通過基因工程（或轉(zhuǎn)基因）技術(shù)使突變體恢復(fù)為野生型（或?qū)ν蛔凅w進(jìn)行誘變處理，使其恢復(fù)為野生型） 基因重組、基因重組（或基因突變）

【解析】

本題以表格信息為情境，考查學(xué)生對基因突變、基因控制生物性狀的途徑等相關(guān)知識的識記和理解能力，以及獲取信息、分析問題的能力。

(1)細(xì)胞代謝離不開酶的催化作用。依題意可知：發(fā)生基因突變后，導(dǎo)致不能合成某生化反應(yīng)所需要的酶，致使與之有關(guān)的生化反應(yīng)的某一步驟不能進(jìn)行，由此可說明，基因可以通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀。

(2) 野生型大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長，E是基本培養(yǎng)基已有的成分，據(jù)此分析表中信息可知，品系3能在基本培養(yǎng)基中正常生長（或向基本培養(yǎng)基加入A、B、C、D、E中的任何一種物質(zhì)，品系3都能正常生長），由此說明：品系3是野生型。

(3) 在一系列連鎖反應(yīng)的代謝途徑中，越是控制最后生成的物質(zhì)的基因發(fā)生突變，對菌體生長的影響就越小（或使最多數(shù)目的突變體生長），越是控制最先生成的物質(zhì)的基因發(fā)生突變，對菌體生長的影響就越大（或使最少數(shù)目的突變體生長），據(jù)此分析表中信息可推知，野生型大腸桿菌體內(nèi)五種物質(zhì)合成的先后順序是：E→A→C→B→D。

(4) 利用突變體獲得野生型大腸桿菌，其方法有：①運(yùn)用基因重組的原理，將不同突變體混合培養(yǎng)，通過細(xì)菌轉(zhuǎn)化使突變體恢復(fù)為野生型。②運(yùn)用基因重組的原理，通過基因工程（或轉(zhuǎn)基因）技術(shù)，使突變體恢復(fù)為野生型（或?qū)ν蛔凅w進(jìn)行誘變處理，使其恢復(fù)為野生型）。