Question

【題目】營養(yǎng)缺陷型大腸桿菌需在基本培養(yǎng)基中添加某些物質(zhì)才能生長。 A 菌株為甲硫氨酸（met-）和生物素（bio-）缺陷型突變體，B 菌株為蘇氨酸（thr-）、亮氨酸（leu-）、硫胺素（thi-）缺陷型突變體。用A、B 兩種菌株進行 4組實驗，培養(yǎng)條件和結(jié)果如下圖所示。

（1）培養(yǎng)基為細菌生長提供水、無機鹽、________。乙組培養(yǎng)基出現(xiàn)菌落的頻率為 10-7， 大腸桿菌單個基因發(fā)生突變的幾率約為10-7，科學(xué)家判斷乙組出現(xiàn)菌落不是基因突變 的結(jié)果，其理由是________。推測基本培養(yǎng)基出現(xiàn)菌落是由于基因的轉(zhuǎn)移和重組，丁 組實驗結(jié)果說明這種基因的轉(zhuǎn)移需要兩種菌株細胞________。

（2）科學(xué)家用某種藥物處理A 或 B 菌株使其停止分裂（但不致死）， 混合并培養(yǎng)，過程及 結(jié)果如下。

Ⅰ：處理過的 B菌株+未處理的 A菌株→基本培養(yǎng)基上無菌落

Ⅱ：處理過的A 菌株+未處理的 B菌株→基本培養(yǎng)基上有菌落

結(jié)果說明兩菌株 DNA 轉(zhuǎn)移的方向是________。

a．A→B b．A←B c．AB d．不確定

（3）進一步研究發(fā)現(xiàn)某些菌株擬核上有一段DNA序列（F 因子），其上有復(fù)制原點（oriT）。 細菌混合后，F 因子的一條鏈由供體菌逐步轉(zhuǎn)移至受體菌，在受體菌中復(fù)制后整合到擬核 DNA 上，發(fā)生基因重組。留在供體菌中的 F 因子單鏈通過自我復(fù)制恢復(fù)雙鏈。若無 F 因子則不能發(fā)生 DNA 轉(zhuǎn)移。

①由此推測上述（2）中實驗 I 基本培養(yǎng)基無菌落的原因是________。

②上述 DNA 轉(zhuǎn)移和復(fù)制過程可用下圖________表示。

（4）A 菌株（met-、bio-）對鏈霉素敏感，B 菌株（thr-、leu-、thi-）具有鏈霉素抗性。將 A、 B 菌株混合，在不同時間點攪拌混合菌液，以中斷DNA 轉(zhuǎn)移。之后將各時間點中斷轉(zhuǎn)移的菌液接種在含如下物質(zhì)的基本培養(yǎng)基上選擇培養(yǎng)，分別記錄出現(xiàn)菌落的短混合時間。

培養(yǎng)基	所含物質(zhì)	最短混合時間
1	鏈霉素+亮氨酸（leu））+硫胺素（thi）	9min
2	鏈霉素+蘇氨酸（thr）+硫胺素（thi）	11 min
3	鏈霉素+蘇氨酸（thr） +亮氨酸（leu）	18 min

①培養(yǎng)基中均加入鏈霉素的目的是________。1號培養(yǎng)基出現(xiàn)菌落的原因是________。

②在選擇培養(yǎng)基上出現(xiàn)菌落所需的短混合時間反映了相關(guān)基因與oriT 間的距離。在下圖中 oriT右側(cè)畫出 A 菌株 thr+ 、leu+ 、thi+基因在擬核上的位置。

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Answer 1

【答案】碳源和氮源 若是基因突變，則出現(xiàn)菌落的頻率應(yīng)為10-14或10-21 直接接觸 a B菌株無F因子 b 淘汰A菌株或篩選出B菌株 thr+基因已經(jīng)轉(zhuǎn)移到受體菌（B菌株）

【解析】

分析題干信息和題圖：A 菌株為甲硫氨酸（met-）和生物素（bio-）缺陷型突變體，B 菌株為蘇氨酸（thr-）、亮氨酸（leu-）、硫胺素（thi-）缺陷型突變體。將A菌株、B菌菌株單獨培養(yǎng)的甲和丙都沒有菌落產(chǎn)生，將兩者混合培養(yǎng)的乙則有菌落產(chǎn)生，而將兩者放在U型兩側(cè)培養(yǎng)的丁也沒有菌產(chǎn)生。

（1）培養(yǎng)基為細菌生長提供水、無機鹽、碳源和氮源。乙組培養(yǎng)基出現(xiàn)菌落的頻率為 10-7， 大腸桿菌單個基因發(fā)生突變的幾率約為10-7，科學(xué)家判斷乙組出現(xiàn)菌落不是基因突變的結(jié)果，其理由是若為基因突變的結(jié)果，則出現(xiàn)菌落的頻率應(yīng)為10-14或10-21。推測基本培養(yǎng)基出現(xiàn)菌落是由于基因的轉(zhuǎn)移和重組，丁組實驗結(jié)果說明這種基因的轉(zhuǎn)移需要兩種菌株細胞直接接觸才行。

（2）根據(jù)題干信息：用某種藥物處理A 或 B 菌株使其停止分裂（但不致死）， 混合并培養(yǎng)：處理過的 B菌株+未處理的 A菌株→基本培養(yǎng)基上無菌落，說明DNA不能發(fā)生由B→A的轉(zhuǎn)移；處理過的A 菌株+未處理的 B菌株→基本培養(yǎng)基上有菌落，說明DNA可發(fā)生A→B的轉(zhuǎn)移。故選a。

（3）①根據(jù)題意分析推測上述（2）中實驗 I 基本培養(yǎng)基無菌落的原因是B菌株無F因子。

②根據(jù)題干信息“F 因子的一條鏈由供體菌逐步轉(zhuǎn)移至受體菌，在受體菌中復(fù)制后整合到擬核 DNA 上，發(fā)生基因重組”分析，上述 DNA 轉(zhuǎn)移和復(fù)制過程可用下圖b表示。

（4）①根據(jù)題干“A 菌株對鏈霉素敏感，B 菌株具有鏈霉素抗性”，培養(yǎng)基中均加入鏈霉素的目的是淘汰A菌株或篩選B菌株。1號培養(yǎng)基中缺少thr但出現(xiàn)了菌落，說明A菌株中的thr+基因已經(jīng)轉(zhuǎn)移到受體菌（B菌株）中。

②在選擇培養(yǎng)基上出現(xiàn)菌落所需的短混合時間反映了相關(guān)基因與oriT 間的距離，根據(jù)表格數(shù)據(jù)判斷三個基因在圖中oriT右側(cè)的位置如圖：