Question

【題目】酵母菌通過(guò)基因突變能產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株，由于營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株喪失了合成氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等的能力，不能在基本培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，必須在基本培養(yǎng)基中補(bǔ)充某些物質(zhì)才能生長(zhǎng)。下圖簡(jiǎn)要表明了科學(xué)研究者用紫外線(xiàn)處理野生型啤酒酵母菌單倍體獲得其營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株的方法。

根據(jù)以上敘述，回答下列問(wèn)題：

（1）若用紫外線(xiàn)處理二倍體酵母菌，除通過(guò)基因突變產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株外，涉及的變異類(lèi)型還可能有___________；選用單倍體酵母菌的好處是________________________。

（2）酵母菌細(xì)胞中質(zhì)粒上的基因___________（遵循、不遵循）孟德?tīng)栠z傳規(guī)律，其主要原因是__________________________________________________________________。

（3）BrdU是一種嘧啶類(lèi)似物，酵母菌在繁殖過(guò)程中攝取BrdU并替代胸腺嘧啶脫氧核苷酸的位置摻入到新合成的DNA鏈中。含BrdU的DNA的酵母菌因其比正常的DNA更容易被紫外線(xiàn)破壞而死亡；不繁殖的酵母菌由于不能利用BrdU，其DNA對(duì)紫外線(xiàn)不敏感而存活下來(lái)。若圖中的營(yíng)養(yǎng)缺陷型是甘氨酸營(yíng)養(yǎng)缺陷突變型，請(qǐng)利用上述原理將突變型菌株從野生型菌株中篩選出來(lái)并大量繁殖（要求：寫(xiě)出完整的實(shí)驗(yàn)步驟）。

Answer 1

【答案】染色體變異 其突變性狀（包括隱性性狀）容易表現(xiàn)出來(lái) 不遵循 質(zhì)粒上的基因?qū)儆诩?xì)胞質(zhì)基因，其遺傳不遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律 ①配制缺少甘氨酸的基本培養(yǎng)基，在該基本培養(yǎng)基中再加入BrdU后，將圖中的酵母菌接種在上述培養(yǎng)基中，在適宜的條件下培養(yǎng)一段時(shí)間②用紫外線(xiàn)照射處理③將存活下來(lái)的酵母菌培養(yǎng)在加入甘氨酸的基本培養(yǎng)基中，就能獲得大量的甘氨酸突變菌株

【解析】

本題利用單倍體酵母菌通過(guò)基因突變能產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株，其中的考點(diǎn)包括基因突變和染色體變異，及篩選方法。

（1）二倍體酵母菌可進(jìn)行有性生殖，用紫外線(xiàn)處理二倍體酵母菌時(shí)，既可誘發(fā)其發(fā)生基因突變，也可能發(fā)生染色體變異。單倍體酵母菌基因成單存在時(shí)不論顯隱性都可顯現(xiàn)出來(lái)，故常選單倍體酵母菌作為育種材料。

（2）進(jìn)行有性生殖、細(xì)胞核基因的遺傳遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律，位于細(xì)胞質(zhì)的基因（如線(xiàn)粒體、葉綠體、質(zhì)粒上的基因）的遺傳不遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律，其表現(xiàn)是母系遺傳。

（3）由題意知，甘氨酸營(yíng)養(yǎng)缺陷突變型不能在基本培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，只有在基本培養(yǎng)基中添加甘氨酸才能生長(zhǎng)，而未突變的野生型能在基本培養(yǎng)基中正常繁殖。利用基本培養(yǎng)基培養(yǎng)時(shí)，野生型菌株繁殖時(shí)攝取BrdU并替代胸腺嘧啶脫氧核苷酸的位置摻入到新合成的DNA鏈中。這樣用紫外線(xiàn)照射，由于野生型菌株含有BrdU，比正常的DNA更容易被紫外線(xiàn)破壞而死亡，而突變型菌株由于在基本培養(yǎng)基中不能繁殖，即不利用BrdU從而使其DNA中不含BrdU，其DNA對(duì)紫外線(xiàn)不敏感而存活下來(lái)。然后在存活下來(lái)的酵母菌中加入甘氨酸就可以獲得大量的甘氨酸突變菌株。