Question

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個品系的生長情況如下表。

品系	加入的物質(zhì)種類及其生長狀況
	E	A	B	C	D
品系1	－	－	－	＋	－
品系2	－	＋	－	＋	－
品系3	＋	＋	＋	＋	＋
品系4	－	＋	＋	＋	－
品系5	＋	＋	＋	＋	－

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？__________________________。

(2)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推測哪個品系是野生型，并說明推測理由。_________________________________________。

(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)。

寫出你推測的理由：_____________________________。

(4)運(yùn)用所學(xué)知識說出一種利用突變體獲得野生型大腸桿菌的方法，并說明理由。________________________________。

 

Answer 1

(1)基因突變導(dǎo)致不能合成生化反應(yīng)所需要的酶，故與之有關(guān)的反應(yīng)不能進(jìn)行　(2)品系3是野生型，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)　(3)E→A→C→B→D　在代謝途徑中最靠后的物質(zhì)將使最多數(shù)目的突變體生長，最靠前的物質(zhì)使最少數(shù)目的突變體產(chǎn)生(意思對即可)　(4)方法一：運(yùn)用基因重組原理，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)為野為型　方法二：運(yùn)用基因重組原理，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

 

基因是控制生物性狀的基本單位，基因通過控制酶的合成控制新陳代謝，進(jìn)而控制生物的性狀。表中顯示，品系3可以在基本培養(yǎng)基上生長，是野生型。A、B、C、D四種物質(zhì)中，所有品系的細(xì)菌都可在加入D物質(zhì)的培養(yǎng)基上生長，說明D物質(zhì)是代謝途徑中最靠后的物質(zhì)，由此可以推測出五種物質(zhì)的合成順序是E→A→C→B→D。突變體的基因重新組合，即可以獲得野生型大腸桿菌。