Question

【题目】四膜虫是单细胞真核生物，营养成分不足时，进行接合生殖，过程如图1所示。科研人员用高浓度的DDT处理不耐药的野生型四膜虫，经筛选获得了纯合的耐药四膜虫。为研究四膜虫耐药的机理，进行了相关实验。

（1）高浓度DDT处理四膜虫可获得耐药个体，原因是DDT对四膜虫具有____________作用，使耐药的个体被保留。

（2）为研究耐药性的遗传，科研人员将四膜虫分为80组进行实验，每一组两只四膜虫，一只是纯合的耐药四膜虫，另一只是野生型四膜虫。每一组的一对四膜虫接合生殖后得到的四膜虫均耐药。若每一组接合后的四膜虫再次相互接合，在80组实验结果中，出现耐药四膜虫的组数约为____________组，则表明耐药性受一对等位基因控制，并且耐药为____________性；若80组实验结果中，出现耐药四膜虫的组数约为____________组，则表明耐药性受两对等位基因控制，并且这两对基因独立分配。

（3）为研究基因A与四膜虫的耐药性是否有关，科研人员提取耐药个体的DNA，用图2所示的引物组合，分别扩增A基因的A1片段、A3片段。

①据图分析，用引物Ⅰ、Ⅱ组合扩增后，得到的绝大部分DNA片段是下图中的_________。

②将大量N基因片段与扩增得到的A1片段、 A3片段置于PCR反应体系中进行扩增，得到的绝大多数扩增产物是____________。

③回收的PCR扩增产物通过基因工程方法转入耐药四膜虫细胞中，并用加入____________的培养液筛选，获得A基因____________的四膜虫，这种四膜虫在高浓度DDT处理下生长速率明显下降，表明A基因是耐药基因。

（4）从进化角度分析，营养成分不足时，四膜虫进行接合生殖的优势是____________。

Answer 1

【答案】 选择 60 显 45 d A1-N-A3 巴龙霉素 被敲除 通过基因重组，增加遗传多样性，有利于适应环境

【解析】试题分析：

据图分析，两个单核的四膜虫结合成一体，进行一次减数分裂形成两个一体的四核细胞，随后每个细胞中有三个核消失，经过一次有丝分裂形成两个一体的双核细胞，随后两个细胞交换一个核，每个细胞中的两个核融合成一个核，最后结合在一起的两个细胞分离。

（1）高浓度DDT对四膜虫的耐药性个体进行了选择，不耐药的个体被淘汰，生存下来的是耐药性的个体。

（2）每一组两只四膜虫，—只是纯合的耐药四膜虫，另一只是野生型四膜虫。每一组的一对四膜虫接合生殖后得到的四膜虫均耐药，说明耐药性是显性性状，结合后的四膜虫为杂合子；若每一组接合后的四膜虫再次相互接合，相当于杂合子自交，后代会出现3:1性状分离比，所以80组实验结果中，出现耐药四膜虫的组数约为60组。若耐药性受两对等位基因控制，则耐药性后代占9/16，即80组实验结果中，出现耐药四膜虫的组数约为45组。

（3）①根据题图分析，用引物Ⅰ、Ⅱ组合扩增扩增的是A1片段，以引物Ⅱ所在的单链为模板在引物Ⅰ的作用下合成DNA时，引物Ⅱ上的X片段也被作为模板合成子链，因此得到的绝大部分DNA片段是图3中的d。

②由于引物Ⅱ、Ⅲ上的x、y片段都能与N基因两条链上的碱基进行互补配对，因此将大量N基因片段与扩增得到的A1片段、A3片段置于PCR反应体系中进行扩增，得到的绝大多数扩增产物是A1-N-A3，A2基因被敲除。

③回收的PCR扩增产物通过基因工程方法转入耐药四膜虫细胞中，并用加入巴龙霉素的培养液筛选，获得A基因被敲除的四膜虫,这种四膜虫在高浓度DDT处理下生长速率明显下降，表明A基因是耐药基因。

(4)四膜虫进行接合生殖的优势是通过基因重组，增加遗传多样性，有利于适应环境。