Question

1．四膜蟲是單細胞真核生物，營養(yǎng)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(jīng)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(guān)實驗．

（1）高濃度DDT處理四膜蟲可獲得耐藥個體，原因是DDT對四膜蟲具有選擇作用，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(jié)果中，出現(xiàn)耐藥四膜蟲的組數(shù)約為60組，則表明耐藥性受一對等位基因控制，并且耐藥為顯性性；若80組實驗結(jié)果中，出現(xiàn)耐藥四膜蟲的組數(shù)約為45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(guān)，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(jù)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d．

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(yīng)體系中進行擴增，得到的絕大多數(shù)擴增產(chǎn)物是A₁-N-A₃．
③回收的PCR擴增產(chǎn)物通過基因工程方法轉(zhuǎn)入耐藥四膜蟲細胞中，并用加入巴龍霉素的培養(yǎng)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）從進化角度分析，營養(yǎng)成分不足時，四膜蟲進行接合生殖的優(yōu)勢是通過基因重組，增加遺傳多樣性，有利于適應(yīng)環(huán)境．

Answer 1

分析 1、基因分離定律的實質(zhì)：進行有性生殖的生物在進行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中，位于同源染色體上的等位基因隨同源染色體分離而分離，分別進入不同的配子中，隨配子獨立遺傳給后代．
2、分析題圖1可知，四膜蟲的結(jié)合生殖存在減數(shù)分裂和細胞核的兩兩結(jié)合，屬于有性生殖過程，有性生殖的優(yōu)勢是通過基因重組產(chǎn)生更大的變異性和生活力．

解答 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(chǎn)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(jié)果中，出現(xiàn)耐藥四膜蟲的組數(shù)約為$\frac{3}{4}×80$=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(xiàn)耐藥性四膜蟲組數(shù)是$\frac{9}{16}×80$=45．
（3）①根據(jù)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(yīng)體系中進行擴增，得到的絕大多數(shù)擴增產(chǎn)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(chǎn)物通過基因工程方法轉(zhuǎn)入耐藥四膜蟲細胞中，并用加入巴龍霉素的培養(yǎng)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(jié)合生殖是有性生殖，從進化角度分析，營養(yǎng)成分不足時，四膜蟲進行接合生殖的優(yōu)勢是通過基因重組，增加遺傳多樣性，有利于適應(yīng)環(huán)境．
故答案為：
（1）選擇
（2）60    顯    45
（3）①d
②A₁-N-A₃
③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(yīng)環(huán)境

點評 本題旨在考查學(xué)生理解基因分離定律的實質(zhì)和應(yīng)用、PCR技術(shù)及應(yīng)用，把握知識的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識網(wǎng)絡(luò)，并應(yīng)用相關(guān)知識結(jié)合題干信息進行推理、解答問題．