Question

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．

品系	加入的物質種類及其生長狀況
	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？

 

（2）根據上述實驗結果，推測哪個品系是野生型，并說明推測理由．

 

．
（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）．寫出你推測的理由：

 

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（4）運用所學知識說出一種利用突變體獲得野生型大腸桿菌的方法，并說明原理．

 

．

Answer 1

考點：基因與性狀的關系,基因突變的特征

專題：

分析：本題考查的是遺傳、基因突變的有關內容．
1、基因控制性狀的兩種方式是：1、基因通過控制蛋白質的合成來直接控制性狀；2、基因通過控制酶的合成近而控制代謝過程，以此來控制性狀．
2、基因突變
①類型：包括自然突變和誘發突變
②特點：普遍性；隨機性（基因突變可以發生在生物個體發育的任何時期和生物體的任何細胞．突變發生的時期越早，表現突變的部分越多，突變發生的時期越晚，表現突變的部分越少．）；突變率低；多數有害；不定向性（一個基因可以向不同的方向發生突變，產生一個以上的等位基因）．
3、基因突變是染色體的某一個位點上基因的改變，基因突變使一個基因變成它的等位基因，并且通常會引起一定的表現型變化．

解答： 解：（1）某個基因發生了突變，導致生化反應的某一步驟不能進行原因為：基因突變導致不能某合成生化反應所需要的酶，故與之有關的反應不能進行．
（2）野生型大腸桿菌能在基本培養基上生長，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，說明品系3是野生型．
（3）在代謝途徑中最靠后的物質將使最多數目的突變體生長，最靠前的物質使最少數目的突變體生長能夠推出：E→A→C→B→D    
（4）利用突變體獲得野生型大腸桿菌的方法，方法一：運用基因重組原理，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．
方法二：運用基因重組原理，通過基因工程（或轉基因）技術使突變體恢復為野生型．
故答案為：（1）基因突變導致不能某合成生化反應所需要的酶，（故與之有關的反應不能進行．）
（2）品系3是野生型，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． ）
（3）E→A→C→B→D   在代謝途徑中最靠后的物質將使最多數目的突變體生長，
最靠前的物質使最少數目的突變體生長（意思對即可．）
（4）方法一：運用基因重組原理，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．
方法二：運用基因重組原理，通過基因工程（或轉基因）技術使突變體恢復為野生型．

點評：本題考查學生對基因突變過程的識記、理解、應用能力；識圖、分析和處理問題的能力．