已知大腸桿菌菌株A的基因型為met-bio-thr+leu+thi+,菌株B的基因型為met+bio+thr-leu-thi-(-表示不能合成,+表示能合成,met、bio、thr、leu、thi分別表示甲硫氨酸、生物素、蘇氨酸、亮氨酸、硫胺素)。
(1)若用基本培養(yǎng)基(營養(yǎng)缺陷型菌株不能生長)單獨培養(yǎng)菌株A和B,二者均不能生長,但在完全培養(yǎng)基中可以生長;若將菌株A和B在完全培養(yǎng)基中混合培養(yǎng),再取菌液涂布在基本培養(yǎng)基上,培養(yǎng)平板上會出現(xiàn)菌落。為解釋該現(xiàn)象,研究者提出了兩種假說:
假說1:在混合培養(yǎng)過程中一些物質(zhì)從一個菌株中釋放出來后被另一個菌株吸收;
假說2:在混合培養(yǎng)過程中,兩種菌株發(fā)生了雜交,出現(xiàn)了基因重組。
①為判斷假說1是否正確,用如圖1所示的裝置開展實驗。一段時間后取U形裝置濾片兩側(cè)的菌液,分別涂布于
基本培養(yǎng)基
基本培養(yǎng)基
(填“基本培養(yǎng)基”或“完全培養(yǎng)基”)上。若實驗結(jié)果顯示 培養(yǎng)基上均無菌落出現(xiàn)
培養(yǎng)基上均無菌落出現(xiàn)
,則假說1不成立。
②為驗證假說2是否正確,可對圖1裝置所作的改進措施為 去除濾片,使兩種菌株能夠通過濾片接觸
去除濾片,使兩種菌株能夠通過濾片接觸
,其余實驗操作不變。
(2)菌株A和菌株B又分別有鏈霉素敏感(strs)和鏈霉素抗性(strr)兩種類型,鏈霉素會抑制strs菌株的細胞分裂,導致無法完成基因重組。選取相應菌株開展雜交實驗,并取菌液涂布于不同的培養(yǎng)基上,實驗結(jié)果如表所示。
培養(yǎng)基現(xiàn)象 處理 |
不含鏈霉素的基本培養(yǎng)基 |
含鏈霉素的基本培養(yǎng)基 |
實驗甲(A strs×B strr) |
有菌落 |
有菌落 |
實驗乙(A strr×B strs) |
有菌落 |
無菌落 |
①實驗甲、乙在不含鏈霉素的基本培養(yǎng)基上均有菌落出現(xiàn)的原因是
兩種菌株間發(fā)生了基因重組
兩種菌株間發(fā)生了基因重組
。
②據(jù)結(jié)果分析,兩種菌株在雜交中的作用不同,其中菌株
B
B
(填“A”或“B”)相當于雌性個體,即作為遺傳物質(zhì)的
受體
受體
(填“供體”或“受體”)。
(3)進一步研究表明,某種菌株能夠作為遺傳物質(zhì)供體是因為含有一種微小質(zhì)粒F因子。含有F因子的菌株(F
+菌株)可向不含F(xiàn)因子的菌株(F
-菌株)轉(zhuǎn)移F因子中的DNA,且F因子也可整合到細菌擬核DNA中成為Hfr菌株。Hfr可從任意起點向F
-轉(zhuǎn)移擬核DNA,根據(jù)F
-菌株中出現(xiàn)Hfr菌株基因的時間,可確定擬核DNA上不同基因的位置。請根據(jù)表中相關(guān)實驗結(jié)果,判斷三種基因在圖2圓圈上的相對位置:trpA
③
③
、hipA
①
①
、polA
②
②
(填“①、②或③”)。
第1組實驗結(jié)果 |
第2組實驗結(jié)果 |
第3組實驗結(jié)果 |
第4組實驗結(jié)果 |
第5組實驗結(jié)果 |
基因 |
轉(zhuǎn)入時間 |
基因 |
轉(zhuǎn)入時間 |
基因 |
轉(zhuǎn)入時間 |
基因 |
轉(zhuǎn)入時間 |
基因 |
轉(zhuǎn)入時間 |
proA,B |
5min |
hipA |
4min |
xylA |
4min |
polA |
4min |
purL |
17min |
galE |
17min |
purL |
27min |
polA |
11min |
xylA |
11min |
pyrG |
21min |
trpA |
27min |
pyrG |
31min |
metA |
18min |
argR |
20min |
argR |
30min |
hipA |
34min |
argR |
40min |
thrA |
25min |
pyrG |
29min |
xylA |
39min |
purL |
57min |
xylA |
49min |
proA,B |
30min |
purL |
33min |
polA |
46min |