Question

【题目】已知D物质是某真核微生物（有单倍体和二倍体两种类型）生长所必需的，它们的合成途径如图1所示：野生型菌株在含A物质的基本培养基上就能正常生长现通过基因突变产生了某种突变型菌株（只有一个基因突变），突变菌株在只含A物质的培养基上不能正常生长。图2为科学硏究者用紫外线处理野生型单倍体菌株获得其突变型菌株的方法。请回答下列问题：

（1）经测定该突变菌株是B基因发生突变，其他基因正常，在只含A物质的基本培养基上能否合成D物质？___________________，原因是_________________________________________________________。

（2）从图1中基因与性状的关系分析，基因是通过_______________________进而控制生物的性状。

（3）若用紫外线处理二倍体菌株，除通过基因突变产生突变型菌株外，涉及的变异类型还可能有______________；选用单倍体菌株的好处是_____________________。

（4）利用基因突变的原理来产生突变菌株的方法还需要经过________才能获得所需的突变型菌榤。微生物在繁殖过程中能摄取一种嘧啶类似物BrdU并替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸的位置掺入到新合成的DNA链中。含有BrdU的DNA的微生物比含正常DNA的微生物更容易被紫外线破坏而死亡。已知该突变菌株在甘氨酸缺乏的基本培养基上不能生长，而野生型能生长。请利用上述原理将突变型菌株从野生型菌株中筛选出来并大量繁殖。

A．筛选的原理是_________________________________________。

B．筛选步骤：

①配制____________并加入BrdU，接种图中微生物，在适宜的条件下培养一段时间；

②___________________________________________________________________；

③将存活下来的微生物培养在__________，就能获得大量的甘氨酸突变菌株。

Answer 1

【答案】不能 B基因发生突变无法合成B酶，B物质不能合成C物质，因而无法合成D物质 控制酶的合成来控制代谢过程 染色体变异 其突变性状（包括隐性性状）容易表现出来 筛选 在缺少甘氨酸的基本培养基中，野生型菌株含BrdU的DNA比含正常DNA的突变型菌株更容易被紫外线破坏而死亡 缺少甘氨酸的基本培养基 用紫外线照射处理 加入甘氨酸的基本培养基中

【解析】

酶是活细胞产生的一类具有催化作用的蛋白质或RNA。酶活性受强酸、强碱、高温、重金属盐等多种因素的影响，酶的特点有高效性、专一性和作用条件较温和。酶的专一性指一种酶只能催化一种或少数几种相似的底物。选择培养基是指一类根据特定微生物的特殊营养要求或其对某理化因素抗性的原理而设计的培养基。具有只允许特定的微生物生长，而同时抑制或阻止其他微生物生长的功能。

（1）B基因发生突变无法合成B酶，B物质不能合成C物质，因而无法合成D物质。因此，B基因发生突变，其他基因正常，在只含A物质的基本培养基上不能合成D物质。

（2）从图1中基因与性状的关系分析，基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物的性状。

（3）二倍体微生物可进行有性生殖，用紫外线处理二倍体时，既可诱发其发生基因突变，也可能发生染色体变异，单倍体微生物基因成单存在时不论显隐性都可显现出来，故常选单倍体微生物作为育种材料。

（4）由题意知，甘氨酸营养缺陷突变型不能在基本培养基中生长，只有在基本培养基中添加甘氨酸才能生长，而野生型能在基本培养基中正常繁殖。利用基本培养基培养时，野生型菌株繁殖时摄取BrdU并替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸的位置掺入到新合成的DNA链中。这样用紫外线照射，由于野生型菌株的DNA含有BrdU，比正常的DNA更容易被紫外线破坏而死亡，而突变型菌株由于在基本培养基中不能繁殖，即不利用BrdU从而使其DNA中不含BrdU，其DNA对紫外线不敏感而存活下来。然后将存活下来的突变菌株培养在加入甘氨酸的基本培养基中，就可以获得大量的甘氨酸突变菌株。