Question

【题目】随着酒的消费量增加，解酒药物的需求随之增加。科学家发现乙醇进入猕猴机体内的代谢途径如下图所示。对猕猴（2n=42）的代谢进行研究，缺乏酶1，喝酒脸色基本不变但易醉，称为“白脸称猴”，缺乏酶2，喝酒后乙醛积累刺激血管引起脸红，称为”红脸称猴；还有一种是号称“不醉称猴”，原因是两种酶都有。请据图回答下列问题：

（1）乙醇进入机体的代谢途径，说明基因可通过控制________的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状；从以上资料可判断猕猴的酒量大小与性别关系不大，理由是与酒精代谢有关的基因位于________（填“常”或“性”染色体上。）

（2）请你设计实验，判断某“白脸猕猴”雄猴的基因型。

实验步骤：①让该“白脸猕猴”与____________，并产生多只后代。

②观察、统计后代的表现型及比例。

结果预测及

I．若子代全为“红脸猕猴”，则该“白脸猕猴”雄猴基因型为____________；

II．若子代“红脸猕猴”：“不醉猕猴”=1:1，则该“白脸猕猴”雄猴基因型为____________；

III．若子代________________，雄猴基因型为____________。

（3）为研究人的酶2对缓解酒精中毒的作用，科学家以小鼠为实验动物进行如下研究：

实验准备：①构建含目的基因b的表达载体，并导入酵母菌细胞

②设计特定引物分别对导入重组质粒的酵母细胞总DNA、重组质粒、未导入重组质粒的酵母细胞总DNA进行扩增，来确定阳性菌株，电泳后结果如下图（注：M表示标准参照）。图中是阳性菌株的是样本____________。

③将阳性菌株接种于液体培养基中进行发酵，离心后取上清液提纯并鉴定发酵产物，用于动物实验。

表一小鼠醉酒实验结果

	醉酒时间（min）	P值
模型组	38.25±21.65
服药组	65.11±32.55	0.043

[注：动物实验中以小鼠翻正反射是否消失作为醉酒的标准，据此计算醉酒时间。]

实验步骤：将小鼠随机分成模型组和服药组两组，各组小鼠均按16mL/Kg灌胃白酒、30min后模型组每只按20mL/kg的灌胃量灌注浓度为1%的缓冲液CMC，服药组每只____________。记录每只小鼠的________________，并计算醉酒时间。

分析实验结果，得出结论：________________________。

（4）基于以上研究，请提出一个后续可研究的方向以应用于医药行业_____________。

Answer 1

【答案】酶 常 多只纯合的“不醉猕猴”交配 aaBB aaBb 全为“不醉猕猴” aabb 1 每只按20mL/kg的灌胃量灌注含有该酶的1%的CMC 正反射消失时间 服药组比模型组的醉酒时间较长，该酶能减缓小鼠醉酒 开发成熟的酶制剂

【解析】

根据题意和图示分析可知：由于A、a基因位于4号常染色体上，B、b基因位于12号常染色体上，所以遵循基因的自由组合定律。图示为乙醇进入机体的代谢途径，说明基因控制性状是通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制生物的性状，其中“白脸猕猴”缺乏酶1，基因型为aa_；“红脸猕猴”缺乏酶2，基因型为A_B_；“不醉猕猴”具有酶1和酶2，基因型为A_bb。

（1）乙醇进入机体的代谢途径，说明基因控制性状是通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制生物的性状；从以上资料可判断猕猴的酒量大小与性别关系不大，判断的理由是与酒精代谢有关的基因位于常染色体上。

（2）①该“白脸猕猴”的基因型为aa_，可能为aaBB，aaBb，aabb，欲判断其基因型，可让其与多只纯合的“不醉猕猴”（基因型为AAbb）交配。
②：I．若该“白脸猕猴”基因型为aaBB，与多只纯合的“不醉猕猴”交配（AAbb），则后代基因型均为AaBb，即全为“红脸猕猴”；
II．若该“白脸猕猴”基因型为aaBb，与多只纯合的“不醉猕猴”交配（AAbb），则后代基因型为AaBb：Aabb=1：1，即“红脸猕猴”：“不醉猕猴”接近于1：1；
III．若该“白脸猕猴”基因型为aabb，与多只纯合的“不醉猕猴”交配（AAbb），则后代基因型均为Aabb，即后代全为“不醉猕猴”。

（3）②设计特定引物分别对导入重组质粒的酵母细胞总DNA、重组质粒、未导入重组质粒的酵母细胞总DNA进行扩增，来确定阳性菌株，由于样本1含有两条较宽的条带，样本2和样本3含有一条较宽的条带，说明样本1中含有目的基因，所以图中是阳性菌株的是样本1。

③实验步骤：将小鼠随机分成模型组和服药组两组，各组小鼠均按16mL/Kg灌胃白酒、30min后模型组每只按20mL/kg的灌胃量灌注浓度为1%的缓冲液CMC，按照实验的等量原则和单一变量原则，服药组每只按20mL/kg的灌胃量灌注含有该酶的1%的CMC。然后记录每只小鼠的正反射消失时间，并计算醉酒时间。

由上述的实验结果可知，服药组比模型组的醉酒时间较长，说明该酶能减缓小鼠醉酒。

（4）基于以上研究，可开发成熟的酶制剂应用于医药行业。