题目内容
【题目】回答下列（一）（二）小题。
（一）枯草杆菌广泛分布于土壤及腐败的有机物中，某工厂为生产耐高温的淀粉酶，开展了枯草杆菌菌株的筛选、酶的固定化分析研究，其流程如图所示：
（1）配制培养基：该培养基应以___________为唯一碳源。
（2）取土样加入盛有无菌水的三角瓶中，常压加热至水沸腾后维持20分钟，其目的是___________，取出三角瓶置于37℃培养24小时，液面产生黄白色皮膜，用接种环挑取菌膜，用___________法接种到平板上，于37℃恒温箱中培养24小时，取出观察，若淀粉被水解，菌落周围会产生___________，选择优良的菌株进行扩大培养。
（3）在建立和优化淀粉酶固定化酶柱连续生产工艺研究中，通常要分析汁液中各种成分的浓度和所用酶的活性，然后主要优化各固定化酶反应器中的___________（答出2点即可）、反应pH和酶反应时间等因素。其中，酶反应时间可通过___________来调节。
（4）固定化酶柱在使用后，需用___________洗涤，放置于4℃冰箱中。
（二）高温胁迫是影响植物生长发育的重要因素之一，高温逆境会使番茄的生长发育受到限制，转入codA基因的番茄对高温的耐 受性大于野生型番茄。
（1）如图为质粒限制性核酸内切酶酶切图谱。codA基因不含图中限制性核酸内切酶识别序列。为使PCR技术扩增的codA基因能重组进该质粒，扩增的codA基因两端需分别引入___________和___________不同限制性核酸内切酶的识别序列。
（2）制备番茄的原生质体时，在___________环境下用酶解法处理番茄的根尖、叶片等细胞。
（3）导入目的基因的番茄细胞经___________形成愈伤组织，通过调节___________，可以从这种愈伤组织诱导出芽和根的顶端分生组织，由此再生出新的植株。
（4）番茄的培养细胞在长期培养中，其胚胎发生和器官形成能力下降，可能原因有___________（写出2点即可）。
（5）种植业和畜牧业是人类食物生产系统的两大支柱，两者结合的优化设计需要按照___________规律进行综合优化，使系统从总体上获得最佳的经济效益、生态效益和社会效益。
【答案】淀粉 筛选出耐高温菌株 划线分离 透明圈 固定化酶的量、反应液温度 控制反应器液体流速 10倍柱体积的蒸馏水 NdeⅠ BamHⅠ 0.5-0.6mol/LD甘露醇溶液 脱分化 营养物质和生长调节剂的适当配比 染色体畸变、细胞核变异、非整倍体产生；细胞或组织中激素平衡被打破、细胞对外源生长物质的敏感性改变；缺乏成胚性的细胞系 生态与经济
【解析】
1、微生物的筛选与分离需要使用选择培养基。常用的接种方法主要有平板划线法和稀释涂布平板法。固定化酶和固定化细胞的方法主要有包埋法、物理吸附法和化学结合法。影响酶的活性的因素主要有温度和pH等。
2、基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
（一）（1）能分解淀粉的微生物能够产生淀粉酶，为生产耐高温的淀粉酶，需要培养并筛选能够分解淀粉的微生物，所以培养基应以淀粉为唯一碳源。
（2）耐高温的菌体在高温条件下可生存，而不耐高温的微生物在高温条件下不能生存，故取土样加入盛有无菌水的三角瓶中，常压加热至水沸腾后维持20分钟，其目的是筛选出耐高温菌株，取出三角瓶置于37℃培养24小时，液面产生黄白色皮膜，用接种环挑取菌膜，用平板划线法接种到平板上，于37℃恒温箱中培养24小时，取出观察，若淀粉被水解，菌落周围会产生透明圈，选择优良的菌株进行扩大培养。
（3）在建立和优化淀粉酶固定化酶柱连续生产工艺研究中，通常要分析汁液中各种成分的浓度和所用酶的活性，然后主要优化各固定化酶反应器中的固定化酶的量、反应液温度、反应pH和酶反应时间等因素。其中，酶反应时间可通过控制反应器液体流速来调节。
（4）固定化酶柱在使用后，需用10倍柱体积的蒸馏水洗涤，放置于4℃冰箱中。
（二）（1）根据启动子和终止子的生理作用可知，目的基因应导入启动子和终止子之间。图中看出，两者之间存在于三种限制酶切点，但是由于XbaⅠ在质粒上不止一个酶切位点，因此为使PCR扩增的codA基因重组进该质粒，扩增的codA基因两端需分别引入NdeⅠ和BamHⅠ限制酶的识别序列。
（2）根据渗透原理，制备番茄的原生质体时，在0.5-0.6mol/LD甘露醇溶液环境下用酶解法处理番茄的根尖、叶片等细胞。
（3）导入目的基因的番茄细胞经脱分化形成愈伤组织，通过调过营养物质和生长调节剂的适当配比可以从这种愈伤组织诱导出芽和根的顶端分生组织，由此再生出新的植株。
（4）番茄的培养细胞在长期培养中，其胚胎发生和器官形成能力下降，可能原因有染色体畸变、细胞核变异、非整倍体产生；细胞或组织中激素平衡被打破、细胞对外源生长物质的敏感性改变；缺乏成胚性的细胞系等。
（5）种植业和畜牧业是人类食物生产系统的两大支柱，两者结合的优化设计需要按照生态与经济规律进行综合优化，使系统从总体上获得最佳的经济效益、生态效益和社会效益。
【题目】 糖尿病是一种常见的疾病，主要有两种类型。请依据资料回答下列问题：
Ⅰ（1）Ⅰ型糖尿病患者身体的免疫系统对体内生产胰岛素的B细胞做出攻击，最终导致体内无法生产胰岛素，这种病属于______________病。
（2）研究发现Ⅰ型糖尿病患者注射胰岛素原（C19-A3）后，患者免疫系统发生了明显的变化。为了探究该免疫系统变化能否降低Ⅰ型糖尿病患者对胰岛素的使用量，科研人员做了如下实验：
①请将实验补充完整
第一步：筛选多名Ⅰ型糖尿病患者被随机分为3组（n代表人数）：
高频组：n=9，每2周注射10毫克 C19-A3（溶解在50mL生理盐水中）；
对照组：n=8，每2周注射_______________________________；
低频组：n=10，每4周注射______________________________。
第二步：________________________________________，并绘制曲线图。
②据图可得出结论：
a．____________________________________________________；
b．___________________________________________________。
Ⅱ（1）Ⅱ型糖尿病常发生于肥胖人群中，这与大量摄入糖和脂肪导致组织细胞对胰岛素的敏感性降低有关。这类糖尿病患者血糖偏高但常表现出疲乏无力的症状，从细胞代谢的角度分析，其原因是__________。
（2）“热量限制”是目前国际上公认的能够改善代谢并延长寿命的重要手段。研究人员对患Ⅱ型糖尿病的小鼠进行了间歇性热量限制，以研究间歇性热量限制能否有效干预糖尿病。实验过程及结果如表：
组别 | 饲喂处理 | 检测结果 |
甲组 | 进食一周FMD（热量为正常饮食的30%），然后恢复一周 正常饮食，连续八周重复 | 空腹血糖显著降低，胰岛B细胞数量增加 |
乙组 | 正常饮食八周 | 生理指标与实验前相当 |
说明：FMD是一种富含多种植物成分的低糖、低脂、低蛋白、高纤维的食物。请回答下列问题：
实验结果表明间歇性热量限制能有效降低血糖，出现这种结果的原因最可能是__________。
