Question

1．四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对四膜虫具有选择作用，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60组，则表明耐药性受一对等位基因控制，并且耐药为显性性；若80组实验结果中，出现耐药四膜虫的组数约为45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d．

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A₁-N-A₃．
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）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．

Answer 1

分析 1、基因分离定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代．
2、分析题图1可知，四膜虫的结合生殖存在减数分裂和细胞核的两两结合，属于有性生殖过程，有性生殖的优势是通过基因重组产生更大的变异性和生活力．

解答 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$\frac{3}{4}×80$=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$\frac{9}{16}×80$=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．
故答案为：
（1）选择
（2）60    显    45
（3）①d
②A₁-N-A₃
③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

点评 本题旨在考查学生理解基因分离定律的实质和应用、PCR技术及应用，把握知识的内在联系，形成知识网络，并应用相关知识结合题干信息进行推理、解答问题．