Question

4．在微生物中有一些營養缺陷型，它們在一些營養物質的合成能力上出現缺陷．因此必須在基本基中添加相應的有機營養成分才能正常培養這些菌株．現有一種產氨短桿菌，體內合成腺嘌呤（或酸）的途徑如下（A、B、C、D為相應的酶）：
葡萄糖→5-磷酸核糖→磷酸核糖焦磷酸$\stackrel{A}{→}$磷酸核糖胺$\stackrel{B}{→}$肌苷酸$\stackrel{C}{→}$琥珀酸腺酸苷$\stackrel{D}{→}$腺苷酸．
現用紫外線照射產氨短桿菌后發現，有一些菌體必須在添加腺嘌呤后才能生長．請問：
（1）這種營養缺陷型菌株的產生是因為體內發生了基因突變．
（2）如果想用這種細菌生產肌苷酸，則應使細菌體內的C酶不能合成．
（3）在利用這種缺陷型的菌種生產肌苷酸的過程中發現細菌體內積累肌苷酸過多后會使A酶活性下降，這種調節被稱為反饋調節，解決的辦法有通過誘變育種改變細胞膜的通透性．
（4）原核生物常被用作基因工程的受體菌，其原因是原核生物具有繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對少優點．
（5）在微生物培養過程中，常需要對微生物進行計數，血球計數板是常用的工具，血球計數板的計數室長和寬各為1mm，深度為0.1mm，其中25×16型的血球計數板計數室以雙線等分成25個中方格，每個中方格又分成16個小方格．一般計數時選取的中方格位于計數室的四個角和中央的五個中方格．如圖表示的上其中一個中方格的情況，對該中方格中的酵母菌進行計數的結果是24個．如果計數的幾個中方格中的細胞平均數為20個，則1mL培養液中酵母菌的總數為5×10⁶個．
（6）提出一種辦法來鑒別這種營養缺陷型細菌：配制不含腺嘌呤的基本培養基，接入菌種于適宜條件下培養，用浸有腺苷酸溶液的濾紙小片放在培養基表面．培養一段時間，如果發現濾紙片周圍有菌落形成，而其他地方沒有，則可以說明這是腺苷酸營養缺陷型菌株．

Answer 1

分析 微生物營養缺陷型的原因是基因突變．微生物細胞代謝的調節主要是通過控制酶的作用來實現的，因為任何代謝途徑都是一系列酶促反應構成的．微生物細胞的代謝調節主要有兩種類型，一類是酶活性調節，另一類是酶合成的調節．在一個系統中，系統本身的工作效果，反過來又作為信息調節該系統的工作，這種調節方式叫做反饋調節．原核生物常被用作基因工程的受體菌．

解答 解：（1）用紫外線照射產氨短桿菌后出現這種營養缺陷型菌株，所以產生的原因是基因突變．
（2）由圖可知，用這種細菌生產肌苷酸，必使細菌內的C酶不能合成．
（3）反饋調節是指在一個系統中，系統本身的工作效果，反過來又作為信息調節該系統的工作．通過誘變育種改變細胞膜的通透性可以解決細菌體內積累肌苷酸過多后會使A酸活性下降的問題．
（4）由于原核生物繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對少等優點，常被用作基因工程的受體菌．
（5）在用血球計數板計數時，一般計數時選取的中方格位于計數室的四個角和中央的五個中方格．在對計數室計數時，一般計數中方格內以及相鄰兩邊的酵母菌，因此對該中方格中的酵母菌進行計數的結果是24個．由于計數室的長和寬各為1mm，深度為0.1mm，則體積為0.1mm³．如果計數的幾個中方格中的細胞平均數為20個，則1mL培養液中酵母菌的總數=20×25÷（0.1×10^-3）=5×10⁶個．
（6）鑒別肌苷酸營養缺陷型細菌的方法是配制不含腺嘌呤的基本培養基，接入菌種于適宜條件下培養，用浸有腺苷酸溶液的濾紙小片放在培養基表面．培養一段時間，如果發現濾紙片周圍有菌落形成，而其他地方沒有，則可以說明這是腺苷酸營養缺陷型菌株．
故答案為：
（1）基因突變
（2）C
（3）反饋    通過誘變育種改變細胞膜的通透性
（4）繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對少
（5）四個角和中央的五個中方格   24   5×10⁶
（6）配制不含腺嘌呤的基本培養基，接入菌種于適宜條件下培養，用浸有腺苷酸溶液的濾紙小片放在培養基表面．培養一段時間，如果發現濾紙片周圍有菌落形成，而其他地方沒有，則可以說明這是腺苷酸營養缺陷型菌株

點評 本題主要考查微生物的代謝，意在考查學生的識記能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題的能力．