Question

【題目】已知D物質是某真核微生物（有單倍體和二倍體兩種類型）生長所必需的，它們的合成途徑如圖1所示：野生型菌株在含A物質的基本培養基上就能正常生長現通過基因突變產生了某種突變型菌株（只有一個基因突變），突變菌株在只含A物質的培養基上不能正常生長。圖2為科學硏究者用紫外線處理野生型單倍體菌株獲得其突變型菌株的方法。請回答下列問題：

（1）經測定該突變菌株是B基因發生突變，其他基因正常，在只含A物質的基本培養基上能否合成D物質？___________________，原因是_________________________________________________________。

（2）從圖1中基因與性狀的關系分析，基因是通過_______________________進而控制生物的性狀。

（3）若用紫外線處理二倍體菌株，除通過基因突變產生突變型菌株外，涉及的變異類型還可能有______________；選用單倍體菌株的好處是_____________________。

（4）利用基因突變的原理來產生突變菌株的方法還需要經過________才能獲得所需的突變型菌榤。微生物在繁殖過程中能攝取一種嘧啶類似物BrdU并替代胸腺嘧啶脫氧核苷酸的位置摻入到新合成的DNA鏈中。含有BrdU的DNA的微生物比含正常DNA的微生物更容易被紫外線破壞而死亡。已知該突變菌株在甘氨酸缺乏的基本培養基上不能生長，而野生型能生長。請利用上述原理將突變型菌株從野生型菌株中篩選出來并大量繁殖。

A．篩選的原理是_________________________________________。

B．篩選步驟：

①配制____________并加入BrdU，接種圖中微生物，在適宜的條件下培養一段時間；

②___________________________________________________________________；

③將存活下來的微生物培養在__________，就能獲得大量的甘氨酸突變菌株。

Answer 1

【答案】不能 B基因發生突變無法合成B酶，B物質不能合成C物質，因而無法合成D物質 控制酶的合成來控制代謝過程 染色體變異 其突變性狀（包括隱性性狀）容易表現出來 篩選 在缺少甘氨酸的基本培養基中，野生型菌株含BrdU的DNA比含正常DNA的突變型菌株更容易被紫外線破壞而死亡 缺少甘氨酸的基本培養基 用紫外線照射處理 加入甘氨酸的基本培養基中

【解析】

酶是活細胞產生的一類具有催化作用的蛋白質或RNA。酶活性受強酸、強堿、高溫、重金屬鹽等多種因素的影響，酶的特點有高效性、專一性和作用條件較溫和。酶的專一性指一種酶只能催化一種或少數幾種相似的底物。選擇培養基是指一類根據特定微生物的特殊營養要求或其對某理化因素抗性的原理而設計的培養基。具有只允許特定的微生物生長，而同時抑制或阻止其他微生物生長的功能。

（1）B基因發生突變無法合成B酶，B物質不能合成C物質，因而無法合成D物質。因此，B基因發生突變，其他基因正常，在只含A物質的基本培養基上不能合成D物質。

（2）從圖1中基因與性狀的關系分析，基因是通過控制酶的合成來控制代謝過程進而控制生物的性狀。

（3）二倍體微生物可進行有性生殖，用紫外線處理二倍體時，既可誘發其發生基因突變，也可能發生染色體變異，單倍體微生物基因成單存在時不論顯隱性都可顯現出來，故常選單倍體微生物作為育種材料。

（4）由題意知，甘氨酸營養缺陷突變型不能在基本培養基中生長，只有在基本培養基中添加甘氨酸才能生長，而野生型能在基本培養基中正常繁殖。利用基本培養基培養時，野生型菌株繁殖時攝取BrdU并替代胸腺嘧啶脫氧核苷酸的位置摻入到新合成的DNA鏈中。這樣用紫外線照射，由于野生型菌株的DNA含有BrdU，比正常的DNA更容易被紫外線破壞而死亡，而突變型菌株由于在基本培養基中不能繁殖，即不利用BrdU從而使其DNA中不含BrdU，其DNA對紫外線不敏感而存活下來。然后將存活下來的突變菌株培養在加入甘氨酸的基本培養基中，就可以獲得大量的甘氨酸突變菌株。