Question

【题目】营养缺陷型大肠杆菌需在基本培养基中添加某些物质才能生长。 A 菌株为甲硫氨酸（met-）和生物素（bio-）缺陷型突变体，B 菌株为苏氨酸（thr-）、亮氨酸（leu-）、硫胺素（thi-）缺陷型突变体。用A、B 两种菌株进行 4组实验，培养条件和结果如下图所示。

（1）培养基为细菌生长提供水、无机盐、________。乙组培养基出现菌落的频率为 10-7， 大肠杆菌单个基因发生突变的几率约为10-7，科学家判断乙组出现菌落不是基因突变 的结果，其理由是________。推测基本培养基出现菌落是由于基因的转移和重组，丁 组实验结果说明这种基因的转移需要两种菌株细胞________。

（2）科学家用某种药物处理A 或 B 菌株使其停止分裂（但不致死）， 混合并培养，过程及 结果如下。

Ⅰ：处理过的 B菌株+未处理的 A菌株→基本培养基上无菌落

Ⅱ：处理过的A 菌株+未处理的 B菌株→基本培养基上有菌落

结果说明两菌株 DNA 转移的方向是________。

a．A→B b．A←B c．AB d．不确定

（3）进一步研究发现某些菌株拟核上有一段DNA序列（F 因子），其上有复制原点（oriT）。 细菌混合后，F 因子的一条链由供体菌逐步转移至受体菌，在受体菌中复制后整合到拟核 DNA 上，发生基因重组。留在供体菌中的 F 因子单链通过自我复制恢复双链。若无 F 因子则不能发生 DNA 转移。

①由此推测上述（2）中实验 I 基本培养基无菌落的原因是________。

②上述 DNA 转移和复制过程可用下图________表示。

（4）A 菌株（met-、bio-）对链霉素敏感，B 菌株（thr-、leu-、thi-）具有链霉素抗性。将 A、 B 菌株混合，在不同时间点搅拌混合菌液，以中断DNA 转移。之后将各时间点中断转移的菌液接种在含如下物质的基本培养基上选择培养，分别记录出现菌落的短混合时间。

培养基	所含物质	最短混合时间
1	链霉素+亮氨酸（leu））+硫胺素（thi）	9min
2	链霉素+苏氨酸（thr）+硫胺素（thi）	11 min
3	链霉素+苏氨酸（thr） +亮氨酸（leu）	18 min

①培养基中均加入链霉素的目的是________。1号培养基出现菌落的原因是________。

②在选择培养基上出现菌落所需的短混合时间反映了相关基因与oriT 间的距离。在下图中 oriT右侧画出 A 菌株 thr+ 、leu+ 、thi+基因在拟核上的位置。

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Answer 1

【答案】碳源和氮源 若是基因突变，则出现菌落的频率应为10-14或10-21 直接接触 a B菌株无F因子 b 淘汰A菌株或筛选出B菌株 thr+基因已经转移到受体菌（B菌株）

【解析】

分析题干信息和题图：A 菌株为甲硫氨酸（met-）和生物素（bio-）缺陷型突变体，B 菌株为苏氨酸（thr-）、亮氨酸（leu-）、硫胺素（thi-）缺陷型突变体。将A菌株、B菌菌株单独培养的甲和丙都没有菌落产生，将两者混合培养的乙则有菌落产生，而将两者放在U型两侧培养的丁也没有菌产生。

（1）培养基为细菌生长提供水、无机盐、碳源和氮源。乙组培养基出现菌落的频率为 10-7， 大肠杆菌单个基因发生突变的几率约为10-7，科学家判断乙组出现菌落不是基因突变的结果，其理由是若为基因突变的结果，则出现菌落的频率应为10-14或10-21。推测基本培养基出现菌落是由于基因的转移和重组，丁组实验结果说明这种基因的转移需要两种菌株细胞直接接触才行。

（2）根据题干信息：用某种药物处理A 或 B 菌株使其停止分裂（但不致死）， 混合并培养：处理过的 B菌株+未处理的 A菌株→基本培养基上无菌落，说明DNA不能发生由B→A的转移；处理过的A 菌株+未处理的 B菌株→基本培养基上有菌落，说明DNA可发生A→B的转移。故选a。

（3）①根据题意分析推测上述（2）中实验 I 基本培养基无菌落的原因是B菌株无F因子。

②根据题干信息“F 因子的一条链由供体菌逐步转移至受体菌，在受体菌中复制后整合到拟核 DNA 上，发生基因重组”分析，上述 DNA 转移和复制过程可用下图b表示。

（4）①根据题干“A 菌株对链霉素敏感，B 菌株具有链霉素抗性”，培养基中均加入链霉素的目的是淘汰A菌株或筛选B菌株。1号培养基中缺少thr但出现了菌落，说明A菌株中的thr+基因已经转移到受体菌（B菌株）中。

②在选择培养基上出现菌落所需的短混合时间反映了相关基因与oriT 间的距离，根据表格数据判断三个基因在图中oriT右侧的位置如图：