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
	E	A	B	C	D
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，并说明理由。________________________________。

 

Answer 1

(1)基因突变导致不能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产生(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为型　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

 

基因是控制生物性状的基本单位，基因通过控制酶的合成控制新陈代谢，进而控制生物的性状。表中显示，品系3可以在基本培养基上生长，是野生型。A、B、C、D四种物质中，所有品系的细菌都可在加入D物质的培养基上生长，说明D物质是代谢途径中最靠后的物质，由此可以推测出五种物质的合成顺序是E→A→C→B→D。突变体的基因重新组合，即可以获得野生型大肠杆菌。