Question

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

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

分析并回答下列問題：

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

（2）上述實驗結果說明品系__________是野生型，理由是___________________。

（3）根據實驗結果，野生型大腸桿菌體內A、B、C、D、E五種物質合成的先后順序是：________ (用字母和箭頭表示)。

（4）運用所學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】基因突變導致不能合成某生化反應所需要的酶 酶的合成 3 該品系能在基本培養基中正常生長（或向基本培養基加入A、B、C、D、E中的任何一種物質，品系3都能正常生長） E→A→C→B→D 將不同突變體混合培養，通過細菌轉化使突變體恢復為野生型 通過基因工程（或轉基因）技術使突變體恢復為野生型（或對突變體進行誘變處理，使其恢復為野生型） 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，考查學生對基因突變、基因控制生物性狀的途徑等相關知識的識記和理解能力，以及獲取信息、分析問題的能力。

(1)細胞代謝離不開酶的催化作用。依題意可知：發生基因突變后，導致不能合成某生化反應所需要的酶，致使與之有關的生化反應的某一步驟不能進行，由此可說明，基因可以通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。

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

(3) 在一系列連鎖反應的代謝途徑中，越是控制最后生成的物質的基因發生突變，對菌體生長的影響就越小（或使最多數目的突變體生長），越是控制最先生成的物質的基因發生突變，對菌體生長的影響就越大（或使最少數目的突變體生長），據此分析表中信息可推知，野生型大腸桿菌體內五種物質合成的先后順序是：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運用基因重組的原理，將不同突變體混合培養，通過細菌轉化使突變體恢復為野生型。②運用基因重組的原理，通過基因工程（或轉基因）技術，使突變體恢復為野生型（或對突變體進行誘變處理，使其恢復為野生型）。