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
	A	B	C	D	E
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）．
（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，并说明原理．

 

．

Answer 1

考点：基因突变的特征,基因与性状的关系,基因重组及其意义

专题：

分析：本题考查有关微生物相关知识，基因突变使其不能合成反应所需的酶，反应无法进行，野生型在基本培养基上能够生长．根据不加入某种基因后面的物质无法形成菌落可以判定合成物质的先后顺序为E→A→C→B→D．获得野生型的方法是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或通过基因工程（或转基因）技术使突变体恢复为野生型，基因工程的原理是基因重组．

解答： 解：（1）细胞的生化反应离不开酶的催化作用，当基因突变导致不能合成生化反应所需要的酶时，生化反应的某一步骤就不能进行．
（2）根据图表分析可知：加入基本培养基已有的成分E后，只有品系3能生长，所以可以推测品系3是野生型．
（3）根据图表分析可知：在基本培养基中加入成分D后，突变体都能生长，说明物质D是各个突变体都必须合成的．根据加入的物质种类及其生长状况可推知，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E-A-C-B-D．
（4）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生型；也可通过基因工程技术使突变体恢复为野生型．
故答案为：
（1）基因突变导致不能合成生化反应所需要的酶
（2）品系3是野生型    因加入基本培养基已有的成分E后，只有品系3能生长（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
（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生型；
方法二：运用基因重组原理，通过基因工程技术使突变体恢复为野生型

点评：本题考查生物变异的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．