Question

13．某種細菌體內某氨基酸（X）的生物合成途徑如下：
底物$\stackrel{酶a}{→}$中間產物1$\stackrel{酶b}{→}$中間產物2$\stackrel{酶c}{→}$X
這種細菌的野生型能在基本培養基（滿足野生型細菌生長的簡單培養基）上生長，而由該種細菌野生型得到的兩種突變型（甲、乙）都不能在基本培養基上生長；在基本培養基上若添加中間產物2，則甲、乙都能生長；若添加中間產物1，則乙能生長而甲不能生長．在基本培養基上添加少量的X，甲能積累中間產物1，而乙不能積累．請回答：
（1）根據上述資料可推論：甲中酶b的功能喪失；乙中酶a的功能喪失，甲和乙中酶c的功能都正常．由野生型產生甲、乙這兩種突變型的原因是野生型的不同（同一、不同）菌體中的不同基因發生了突變，從而導致不同酶的功能喪失．如果想在基本培養基上添加少量的X來生產中間產物1，則應選用甲（野生型、甲、乙）．
（2）將甲、乙混合接種于基本培養基上能長出少量菌落，再將這些菌落單個挑出分別接種在基本培養基上都不能生長．上述混合培養時乙首先形成菌落，其原因是甲產生的中間產物1供給乙，使乙能夠合成X，保證自身生長產生菌落．
（3）在發酵過程中，菌體中X含量過高時，其合成速率下降．若要保持其合成速率，可采取的措施是改變菌體細胞膜的通透性，使X排出菌體外．

Answer 1

分析 1、分析某種細菌體內某氨基酸（X）的生物合成途徑可知，氨基酸X的合成需要酶a、酶b和酶c同時存在，其中任何一種酶的功能喪失都不能合成氨基酸X．
2、分析題文：在基本培養基上添加中間產物2，則甲、乙都能生長，說明甲和乙中酶c功能都正常；若添加中間產物1，則乙能生長而甲不能生長，說明甲中酶b功能喪失，乙中酶b功能正常；在基本培養基上添加少量的X，乙不能積累中間產物1，說明乙中酶a功能喪失．

解答 解：（1）根據題意，在基本培養基上添加中間產物2，則甲、乙都能生長，說明甲和乙中酶c功能都正常；若添加中間產物1，則乙能生長而甲不能生長，說明甲中酶b功能喪失，乙中酶b功能正常；在基本培養基上添加少量的X，乙不能積累中間產物1，說明乙中酶a功能喪失．產生這兩種突變的原因是野生型的不同菌體中不同基因發生了突變，從而導致了酶a和酶b功能的喪失．因為在基本培養基上添加少量的X，甲能積累中間產物1，乙不能積累中間產物1，因此如果想在基本培養基上添加少量的X來生產中間產物1，則應選用甲．
（2）因為甲能積累中間產物1，而乙只要添加中間產物1就能生長，所以將甲、乙混合接種于基本培養基上時，甲產生的中間產物1供給乙利用，使乙能夠合成X，從而保證乙自身生長形成菌落．
（3）在發酵過程中，菌體中代謝產物（X）的濃度過高會使細胞內某些酶的活性降低，從而降低細胞的合成速率，此時如果能夠改變菌體細胞膜的通透性，使代謝產物（X）排出菌體外，則X的合成速率就會提高．
故答案為：
（1）b　a　c　不同　基因　甲
（2）甲產生的中間產物1供給乙，使乙能夠合成X，保證自身生長產生菌落（其他合理答案也可）　
（3）通透性

點評 本題考查微生物的培養和分離，要求考生識記接種微生物常用的兩種方法；能正確分析氨基酸X的合成過程，明確酶a、酶b和酶c同時存在時才能合成氨基酸X，再根據題干信息準確答題，屬于考綱理解和應用層次的考查．