Question

【题目】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。

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？__________。由此可说明，基因可以通过控制___________来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。

（2）上述实验结果说明品系__________是野生型，理由是___________________。

（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)。

（4）运用所学知识写出两种利用突变体获得野生型大肠杆菌的方法：①_______________；②___________________。这两种方法的原理分别是______________。

Answer 1

【答案】基因突变导致不能合成某生化反应所需要的酶 酶的合成 3 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） E→A→C→B→D 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 通过基因工程（或转基因）技术使突变体恢复为野生型（或对突变体进行诱变处理，使其恢复为野生型） 基因重组、基因重组（或基因突变）

【解析】

本题以表格信息为情境，考查学生对基因突变、基因控制生物性状的途径等相关知识的识记和理解能力，以及获取信息、分析问题的能力。

(1)细胞代谢离不开酶的催化作用。依题意可知：发生基因突变后，导致不能合成某生化反应所需要的酶，致使与之有关的生化反应的某一步骤不能进行，由此可说明，基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。

(2) 野生型大肠杆菌能在基本培养基上生长，E是基本培养基已有的成分，据此分析表中信息可知，品系3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），由此说明：品系3是野生型。

(3) 在一系列连锁反应的代谢途径中，越是控制最后生成的物质的基因发生突变，对菌体生长的影响就越小（或使最多数目的突变体生长），越是控制最先生成的物质的基因发生突变，对菌体生长的影响就越大（或使最少数目的突变体生长），据此分析表中信息可推知，野生型大肠杆菌体内五种物质合成的先后顺序是：E→A→C→B→D。

(4) 利用突变体获得野生型大肠杆菌，其方法有：①运用基因重组的原理，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。②运用基因重组的原理，通过基因工程（或转基因）技术，使突变体恢复为野生型（或对突变体进行诱变处理，使其恢复为野生型）。