Question

【題目】四膜蟲是單細胞真核生物，營養成分不足時，進行接合生殖，過程如圖1所示．科研人員用高濃度的DDT處理不耐藥的野生型四膜蟲，經篩選獲得了純合的耐藥四膜蟲．為研究四膜蟲耐藥的機理，進行了相關實驗．
（1）高濃度DDT處理四膜蟲可獲得耐藥個體，原因是DDT對四膜蟲具有作用，使耐藥的個體被保留．
（2）為研究耐藥性的遺傳，科研人員將四膜蟲分為80組進行實驗，每一組兩只四膜蟲，一只是純合的耐藥四膜蟲，另一只是野生型四膜蟲．每一組的一對四膜蟲接合生殖后得到的四膜蟲均耐藥．若每一組接合后的四膜蟲再次相互接合，在80組實驗結果中，出現耐藥四膜蟲的組數約為組，則表明耐藥性受一對等位基因控制，并且耐藥為性；若80組實驗結果中，出現耐藥四膜蟲的組數約為組，則表明耐藥性受兩對等位基因控制，并且這兩對基因獨立分配．
（3）為研究基因A與四膜蟲的耐藥性是否有關，科研人員提取耐藥個體的DNA，用圖2所示的引物組合，分別擴增A基因的A1片段、A3片段．
①據圖分析，用引物Ⅰ、Ⅱ組合擴增后，得到的絕大部分DNA片段是圖3中的 ．

②將大量N基因片段與擴增得到的A1片段、A3片段置于PCR反應體系中進行擴增，得到的絕大多數擴增產物是 ．
③回收的PCR擴增產物通過基因工程方法轉入耐藥四膜蟲細胞，并用加入的培養液篩選，獲得A基因的四膜蟲，這種四膜蟲在高濃度DDT處理下生長速率明顯下降，表明A基因是耐藥基因．
（4）從進化角度分析，營養成分不足時，四膜蟲進行接合生殖的優勢是 ．

Answer 1

【答案】
（1）選擇
（2）60；顯；45
（3）d；A1﹣N﹣A3；巴龍霉素；被敲除
（4）通過基因重組，增加遺傳多樣性，有利于適應環境
【解析】解：（1）由于DDT對四膜蟲的選擇作用，能抗DDT的四膜蟲能繁殖產生后代，不能抗DDT的個體死亡，因此高濃度DDT處理四膜蟲可獲得耐藥個體．（2）如果耐藥性受一對等位基因控制，并且耐藥為顯性，純合的耐藥四膜蟲如果是AA，則野生型為aa，子二代的基因型是AA：Aa：aa=1：2：1，因此，在80組實驗結果中，出現耐藥四膜蟲的組數約為 =60組；如果耐藥性受兩對等位基因控制，并且這兩對基因獨立分配，則遵循自由組合定律，子二代A_B_：aaB_、A_bb：aabb=9：3：3：1，其中A_B_具有耐藥性，因此出現耐藥性四膜蟲組數是 =45．（3）①根據題圖分析，用引物Ⅰ、Ⅱ組合擴增擴增的是A1片段，以引物Ⅱ所在的單鏈為模板在引物Ⅰ的作用下合成DNA時，引物Ⅱ上的X片段也被作為模板合成子鏈，因此得到的絕大部分DNA片段是圖3中的d．②由于引物Ⅱ、Ⅲ上的x、y片段都能與N基因兩條鏈上的堿基進行互補配對，因此將大量N基因片段與擴增得到的A1片段、A3片段置于PCR反應體系中進行擴增，得到的絕大多數擴增產物是A1﹣N﹣A3 ， A2基因被敲除．③由于基因N是巴龍霉素抗性基因，因此回收的PCR擴增產物通過基因工程方法轉入耐藥四膜蟲細胞中，并用加入巴龍霉素的培養液篩選，獲得A基因被敲除的四膜蟲，這種四膜蟲在高濃度DDT處理下生長速率明顯下降，表明A基因是耐藥基因．（4）由題圖可知，四膜蟲的結合生殖是有性生殖，從進化角度分析，營養成分不足時，四膜蟲進行接合生殖的優勢是通過基因重組，增加遺傳多樣性，有利于適應環境．
【考點精析】本題主要考查了基因的分離規律的實質及應用和基因工程的原理及技術的相關知識點，需要掌握基因的分離定律的實質是：在雜合體的細胞中，位于一對同源染色體上的 等位 基因，具有一定的獨立性，在減數分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進入兩個配子中，獨立地隨配子傳給后代；基因工程的原理是利用DNA重組技術才能正確解答此題．