Question

野生型大腸桿菌通過一系列的生化反應(yīng)合成生長(zhǎng)所必需的各種物質(zhì)，從而能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)．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(wú)法在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)．
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(zhǎng)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(zhǎng)情況如下表．

品系	加入的物質(zhì)種類及其生長(zhǎng)狀況
	A	B	C	D	E
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(zhǎng)；
“-”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(zhǎng)．
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(huì)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(cè)哪個(gè)品系是野生型，并說明推測(cè)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）．
（4）運(yùn)用所學(xué)知識(shí)說出一種利用突變體獲得野生型大腸桿菌的方法，并說明原理．

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：基因突變的特征,基因與性狀的關(guān)系,基因重組及其意義

專題：

分析：本題考查有關(guān)微生物相關(guān)知識(shí)，基因突變使其不能合成反應(yīng)所需的酶，反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行，野生型在基本培養(yǎng)基上能夠生長(zhǎng)．根據(jù)不加入某種基因后面的物質(zhì)無(wú)法形成菌落可以判定合成物質(zhì)的先后順序?yàn)镋→A→C→B→D．獲得野生型的方法是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)為野生型或通過基因工程（或轉(zhuǎn)基因）技術(shù)使突變體恢復(fù)為野生型，基因工程的原理是基因重組．

解答： 解：（1）細(xì)胞的生化反應(yīng)離不開酶的催化作用，當(dāng)基因突變導(dǎo)致不能合成生化反應(yīng)所需要的酶時(shí)，生化反應(yīng)的某一步驟就不能進(jìn)行．
（2）根據(jù)圖表分析可知：加入基本培養(yǎng)基已有的成分E后，只有品系3能生長(zhǎng)，所以可以推測(cè)品系3是野生型．
（3）根據(jù)圖表分析可知：在基本培養(yǎng)基中加入成分D后，突變體都能生長(zhǎng)，說明物質(zhì)D是各個(gè)突變體都必須合成的．根據(jù)加入的物質(zhì)種類及其生長(zhǎng)狀況可推知，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E-A-C-B-D．
（4）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)為野生型；也可通過基因工程技術(shù)使突變體恢復(fù)為野生型．
故答案為：
（1）基因突變導(dǎo)致不能合成生化反應(yīng)所需要的酶
（2）品系3是野生型    因加入基本培養(yǎng)基已有的成分E后，只有品系3能生長(zhǎng)（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(zhǎng)）
（3）E-A-C-B-D
（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)為野生型；
方法二：運(yùn)用基因重組原理，通過基因工程技術(shù)使突變體恢復(fù)為野生型

點(diǎn)評(píng)：本題考查生物變異的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生的識(shí)記能力和判斷能力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問題的能力．