高中 | 第1 节 基因突变和基因重组 题目答案及解析

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必修二 遗传与进化

第五章 基因突变及其他变异

第1 节 基因突变和基因重组

链霉菌$\rm A$能产生一种抗生素$\rm M$,可用于防治植物病害,但产量很低。为提高$\rm M$的产量,科研人员用紫外线和亚硝酸对野生型链霉菌$\rm A$的孢子悬液进行诱变处理,筛选$\rm M$产量提高的突变体($\rm M^{+}$株),以应用于农业生产。

紫外线和亚硝酸均通过改变$\rm DNA$                                                                ,诱发基因突变。

[["

碱基序列(或脱氧核苷酸序列)

"]]

紫外线和亚硝酸均通过改变 $\rm DNA$ 的碱基序列(或脱氧核苷酸序列),诱发基因突变。因为基因突变是指 $\rm DNA$ 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而这些处理会影响 $\rm DNA$ 的碱基组成和排列顺序。

因基因突变频率低,孢子悬液中突变体占比很低;又因基因突变的                 性,$\rm M^{+}$株在全部突变体中的占比低。要获得$\rm M^{+}$株,需进行筛选。

[["不定向"]]

因基因突变频率低,孢子悬液中突变体占比很低;又因基因突变的不定向性,$\rm M^{+}$株在全部突变体中的占比低。要获得 $\rm M^{+}$株,需进行筛选。基因突变具有不定向性,即一个基因可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因,所以即使发生了基因突变,也不一定是我们想要的 $\rm M^{+}$株。

链霉菌$\rm A$主要进行孢子繁殖。研究者对链霉菌$\rm A$发酵液进行了粗提浓缩,得到粗提液,测定粗提液对野生型链霉菌$\rm A$孢子萌发的影响,结果如图。

  

由图可知,粗提液对野生型孢子萌发有                 作用。

[["抑制"]]

由图可知,随着培养基中粗提液浓度的升高,野生型孢子萌发率下降,所以粗提液对野生型孢子萌发有抑制作用。

随后研究者进行筛选实验。诱变处理后,将适量孢子悬液涂布在含有不同浓度粗提液的筛选平板上,每个浓度的筛选平板设若干个重复,$\rm 28^\circ\rm C$培养$\rm 7$天。从每个浓度的筛选平板上挑取$\rm 100$个单菌落,再次分别培养后逐一测定$\rm M$产量,统计结果如下表。

组别
筛选平板中粗提液浓度($\rm mL/100\;\rm mL$$\rm 2$$\rm 5$$\rm 8$$\rm 10$$\rm 12$$\rm 15$
所取菌落中$\rm M^{+}$株占比($\rm \%$$\rm 0$$\rm 13$$\rm 25$$\rm 65$$\rm 20$$\rm 3$

①用图中信息,解释表中Ⅳ组$\rm M^{+}$株占比明显高于Ⅲ组的原因                                                                

②表中Ⅲ组和Ⅴ组中$\rm M^{+}$株占比接近,但在筛选平板上形成的菌落有差异。下列叙述正确的有                (多选)。

$\rm A$.Ⅲ组中有野生型菌落,而Ⅴ组中没有野生型菌落

$\rm B$.Ⅴ组中有$\rm M$产量未提高的突变体菌落,而Ⅲ组中没有

$\rm C$.与Ⅲ组相比,诱变处理后的孢子悬液中更多的突变体在Ⅴ组中被抑制

$\rm D$.与Ⅲ组相比,诱变处理后的孢子悬液中更多的$\rm M^{+}$株在$\rm V$组中被抑制

综上所述,用粗提液筛选是获得$\rm M^{+}$株的有效方法。

[["

Ⅳ组粗提液浓度高于 Ⅲ组,更多的野生型孢子萌发受抑制,$\\rm M^{+}$株相对更容易存活; $\\rm CD$

"]]

①Ⅳ组粗提液浓度高于 Ⅲ 组,结合前面得出的粗提液对孢子萌发有抑制作用,且$\rm M^{+}$株可能对粗提液有更强的耐受性,所以在较高浓度的粗提液下,更多的野生型孢子萌发受抑制,而 $\rm M^{+}$株相对更容易存活,导致Ⅳ组 $\rm M^{+}$株占比明显高于 Ⅲ 组。

$\rm A$、Ⅴ组中也可能有野生型菌落,只是可能由于粗提液浓度更高,其生长受到了更强的抑制,$\rm A$ 错误;

$\rm B$、Ⅲ 组和Ⅴ组中都可能有 $\rm M$ 产量未提高的突变体菌落,$\rm B$ 错误;

$\rm C$、Ⅴ组粗提液浓度高于 Ⅲ 组,与 Ⅲ 组相比,所取菌落中$\rm M^{+}$株占比也降低,诱变处理后的孢子悬液中更多的突变体(包括非$\rm M^{+}$株的突变体)在Ⅴ组中被抑制,$\rm C$ 正确;

$\rm D$、从结果看,Ⅴ组$\rm M^{+}$ 株占比低,是因为更多的 $\rm M^{+}$ 株在Ⅴ组中被抑制,$\rm D$ 正确。

故选:$\rm CD$

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