Question

野生型大肠杆菌通过一系列的生化反应合成生长所必需的各种物质，从而能在基本培养基上生长．但如果发生基因突变，导致生化反应的某一步骤不能进行，而致使某些必需物质不能合成，它就无法在基本培养基上生长．某科学家利用紫外线处理野生型大肠杆菌后，得到4种不能在基本培养基上生长的突变体．向基本培养基中分别加入A、B、C、D、E五种物质（其中E是基本培养基已有的成分），这4种突变体和野生型共5个品系的生长情况如下表．

品系	加入的物质种类及其生长状况
	A	B	C	D	E
品系1	-	-	-	+	-
品系2	-	+	-	+	-
品系3	+	+	+	+	+
品系4	-	+	+	+	-
品系5	+	+	+	+	-

注：“+”表示只加入该物质后，大肠杆菌能在基本培养基上生长；“-”表示只加入该物质后，大肠杆菌不能在基本培养基上生长．
分析并回答下列问题：
（1）为什么某个基因发生了突变，就会导致生化反应的某一步骤不能进行？

 

（2）根据上述实验结果，推测哪个品系是野生型，并说明推测理由．

 

．
（3）根据实验结果，野生型大肠杆菌体内A、B、C、D、E五种物质合成的先后顺序是：

 

（用字母和箭头表示）．写出你推测的理由：

 

．
（4）运用所学知识说出一种利用突变体获得野生型大肠杆菌的方法，并说明原理．

 

．

Answer 1

考点：基因与性状的关系,基因突变的特征

专题：

分析：本题考查的是遗传、基因突变的有关内容．
1、基因控制性状的两种方式是：1、基因通过控制蛋白质的合成来直接控制性状；2、基因通过控制酶的合成近而控制代谢过程，以此来控制性状．
2、基因突变
①类型：包括自然突变和诱发突变
②特点：普遍性；随机性（基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞．突变发生的时期越早，表现突变的部分越多，突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少．）；突变率低；多数有害；不定向性（一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因）．
3、基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变，基因突变使一个基因变成它的等位基因，并且通常会引起一定的表现型变化．

解答： 解：（1）某个基因发生了突变，导致生化反应的某一步骤不能进行原因为：基因突变导致不能某合成生化反应所需要的酶，故与之有关的反应不能进行．
（2）野生型大肠杆菌能在基本培养基上生长，向基本培养基加入A、B、C、D、E中的任何一种物质，品系3都能正常生长，说明品系3是野生型．
（3）在代谢途径中最靠后的物质将使最多数目的突变体生长，最靠前的物质使最少数目的突变体生长能够推出：E→A→C→B→D    
（4）利用突变体获得野生型大肠杆菌的方法，方法一：运用基因重组原理，将不同突变体混合培养，通过细菌转化使突变体恢复为野生型．
方法二：运用基因重组原理，通过基因工程（或转基因）技术使突变体恢复为野生型．
故答案为：（1）基因突变导致不能某合成生化反应所需要的酶，（故与之有关的反应不能进行．）
（2）品系3是野生型，该品系能在基本培养基中正常生长，（或向基本培养基加入A、B、C、D、E中的任何一种物质，品系3都能正常生长． ）
（3）E→A→C→B→D   在代谢途径中最靠后的物质将使最多数目的突变体生长，
最靠前的物质使最少数目的突变体生长（意思对即可．）
（4）方法一：运用基因重组原理，将不同突变体混合培养，通过细菌转化使突变体恢复为野生型．
方法二：运用基因重组原理，通过基因工程（或转基因）技术使突变体恢复为野生型．

点评：本题考查学生对基因突变过程的识记、理解、应用能力；识图、分析和处理问题的能力．