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片段是图3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，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】
（1）选择
（2）60；显；45
（3）d；A1﹣N﹣A3；巴龙霉素；被敲除
（4）通过基因重组，增加遗传多样性，有利于适应环境
【解析】解：（1）由于DDT对四膜虫的选择作用，能抗DDT的四膜虫能繁殖产生后代，不能抗DDT的个体死亡，因此高浓度DDT处理四膜虫可获得耐药个体．（2）如果耐药性受一对等位基因控制，并且耐药为显性，纯合的耐药四膜虫如果是AA，则野生型为aa，子二代的基因型是AA：Aa：aa=1：2：1，因此，在80组实验结果中，出现耐药四膜虫的组数约为 =60组；如果耐药性受两对等位基因控制，并且这两对基因独立分配，则遵循自由组合定律，子二代A_B_：aaB_、A_bb：aabb=9：3：3：1，其中A_B_具有耐药性，因此出现耐药性四膜虫组数是 =45．（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由于基因N是巴龙霉素抗性基因，因此回收的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）由题图可知，四膜虫的结合生殖是有性生殖，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通过基因重组，增加遗传多样性，有利于适应环境．
【考点精析】本题主要考查了基因的分离规律的实质及应用和基因工程的原理及技术的相关知识点，需要掌握基因的分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的 等位 基因，具有一定的独立性，在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子传给后代；基因工程的原理是利用DNA重组技术才能正确解答此题．