Question

【題目】酵母菌通過基因突變能產(chǎn)生營養(yǎng)缺陷型菌株，由于營養(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，必須在基本培養(yǎng)基中補(bǔ)充某些物質(zhì)才能生長。下圖簡要表明了科學(xué)研究者用紫外線處理野生型啤酒酵母菌單倍體獲得其營養(yǎng)缺陷型菌株的方法。

根據(jù)以上敘述，回答下列問題：

（1）若用紫外線處理二倍體酵母菌，除通過基因突變產(chǎn)生營養(yǎng)缺陷型菌株外，涉及的變異類型還可能有___________；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）孟德爾遺傳規(guī)律，其主要原因是__________________________________________________________________。

（3）BrdU是一種嘧啶類似物，酵母菌在繁殖過程中攝取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更容易被紫外線破壞而死亡；不繁殖的酵母菌由于不能利用BrdU，其DNA對紫外線不敏感而存活下來。若圖中的營養(yǎng)缺陷型是甘氨酸營養(yǎng)缺陷突變型，請利用上述原理將突變型菌株從野生型菌株中篩選出來并大量繁殖（要求：寫出完整的實(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 不遵循 質(zhì)粒上的基因?qū)儆诩?xì)胞質(zhì)基因，其遺傳不遵循孟德爾遺傳規(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用紫外線照射處理③將存活下來的酵母菌培養(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基因突變能產(chǎn)生營養(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，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爾遺傳規(guī)律，位于細(xì)胞質(zhì)的基因（如線粒體、葉綠體、質(zhì)粒上的基因）的遺傳不遵循孟德爾遺傳規(guī)律，其表現(xiàn)是母系遺傳。

（3）由題意知，甘氨酸營養(yǎng)缺陷突變型不能在基本培養(yǎng)基中生長，只有在基本培養(yǎng)基中添加甘氨酸才能生長，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。這樣用紫外線照射，由于野生型菌株含有BrdU，比正常的DNA更容易被紫外線破壞而死亡，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對紫外線不敏感而存活下來。然后在存活下來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。