题目内容

9．科学家从某细菌中提取抗盐基因，转入烟草并培育成转基因抗盐烟草．图是转基因抗盐烟草的培育过程，含目的基因的DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点．请分析回答下列问题：

（1）在该过程中，研究人员首先获取了抗盐基因（目的基因），并采用PCR（聚合酶链式反应）技术对目的基因进行扩增，该技术需要的条件是引物、酶、原料、模板，该技术必须用耐热的DNA聚合或热稳定性的DNA聚合酶；然后构建基因表达载体，基因表达载体中除了具有目的基因、启动子和终止子之外，还需具有标记基因．
（2）用图中的质粒和目的基因构建重组质粒，不能使用SmaⅠ酶切割，原因是SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因．图中①②过程为防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，应选用BamHⅠ和HindⅢ酶对外源DNA、质粒进行切割．
（3）为确定转基因抗盐烟草是否培育成功，既要用放射性同位素标记的抗盐基因（或目的基因）作探针进行分子杂交检测，又要在个体水平上鉴定，后者具体过程是将培育的烟草幼苗栽培于含有一定盐的土壤中，观察该烟草植株的生长状态．

分析 分析题图：图示是转基因抗盐烟草的培育过程，其中①表示含有目的基因的外源DNA分子；②表示质粒；③表示基因表达载体的构建过程；④表示采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞；⑤表示脱分化过程；⑥表示再分化过程．

解答 解：（1）在植物基因工程操作过程中，研究人员首先获取了抗盐基因（目的基因），并可以采用PCR（聚合酶链式反应）技术对目的基因进行扩增，该技术需要的条件有：两种引物、酶（耐热的DNA聚合或热稳定性的DNA聚合酶）、原料（4种脱氧核苷酸）、模板（目的基因的两条脱氧核苷酸链）；然后构建基因表达载体，基因表达载体中除了具有目的基因、启动子和终止子之外，还需具有标记基因．
（2）由图可知，使用SmaI酶切割，将会破坏质粒的抗性基因（标记基因），同时也会破坏目的基因片段，因此用图中的质粒和目的基因构建重组DNA分子时，不能使用SmaⅠ酶切割．标记基因和外源DNA目的基因中均含有EcoRⅠ酶切位点，用该酶切割，再在DNA连接酶的作用下，可形成3种环状产物，即外源DNA自身连接、质粒自身连接、外源DNA和质粒连接，因此为了防止目的基因的外源DNA片段和质粒自身环化，应选用BamHI和HindⅢ酶对外源DNA和质粒进行切割，这样使目的基因两端的黏性末端不同，可以防止自身环化．
（3）为确定转基因抗盐烟草是否培育成功，有分子水平的检测，也有个体水平的鉴定．分子水平的检测中，利用用射性同位素标记的抗盐基因（或目的基因）作探针进行分子杂交检测；个体水平上鉴定中，将培育的烟草幼苗栽培于含有一定盐的土壤中，观察该烟草植株的生长状态．
故答案为：
（1）PCR（聚合酶链式反应）    引物　 耐热的DNA聚合或热稳定性的DNA聚合酶　标记基因
（2）SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因　BamHⅠ和HindⅢ
（3）抗盐基因（或目的基因）　将培育的烟草幼苗栽培于含有一定盐的土壤中，观察该烟草植株的生长状态

点评 本题结合图解，考查基因工程的原理及技术，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤，掌握各操作步骤中的相关细节，能正确分析题图，再结合所学的知识准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查．

练习册系列答案
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16．我国科学工作者利用基因和胚胎工程生产人红细胞生成素（htPA），据图回答：

（1）在短时间内获得较多的htPA基因，通常采用PCR技术．构建重组表达载体的构建用到的工具酶有限制酶（或限制性核酸内切酶）和DNA连接酶，重组表达载体中启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位．
（2）检测htPA基因是否已插入受体细胞的染色体DNA，可采用DNA分子杂交技术．
（3）为获取更多的卵（母）细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其超数排卵； 同时对受体母羊做同期发情处理．
（4）为了获得多个相同的转基因母羊，常采用胚胎分割方法，该方法操作的最佳时期是胚胎发育的桑葚胚或囊胚期．
17．图甲为测定光合作用速率的装置，在密封的气压瓶内放绿色植物和二氧化碳缓冲液，气压瓶内气体体积的变化可根据毛细玻璃刻度管内红色液滴移动距离测得．图乙表示在不同温度下测得的气体释放速率随光照强度的变化．
（1）装置甲中引起红色液滴移动的气体是氧气．标记实验开始时毛细刻度管中液滴所在位置，25℃实验时，当光照强度由0渐变为2千勒克斯时（不同光照强度照射的时间均等），液滴左移，其生理原因是在光照强度由0渐变为2千勒克斯过程中，光合作用小于呼吸作用，植物表现为氧气净吸收．
（2）温度为15℃时光照强度为5千勒克斯时，限制植物光合速率的外界因素是光照强度，当温度为25℃时，光照强度由4千勒克斯上升至8千勒克斯此刻植株叶绿体内C5的含量将增大．
（3）在实验过程中，给该植物浇灌H18O2，发现叶肉细胞中出现了（CH182O）．分析其最可能的转化途径是；
H18O→C18O2→（CH182O）．
14．我国特有的珍贵动物金丝猴，群居在高山密林中．金丝猴细胞内的某些物质或结构的改变是生物变异和进化的内在原因．下列叙述合理的是（　　）
A．非同源染色体之间交换，发生的几率最高，为生物进化提供丰富原材料
B．DNA分子中碱基对的替换，发生的几率较高，为生物进化提供丰富原材料
C．能够合成某种色素，不仅与代谢过程有关，还与基因有关
D．不能合成某种抗体，与翻译过程受阻有关，与基因无关
4．现有两种同科不同属的农作物，甲作物高产不耐盐，乙作物低产但耐盐．欲培育出既高产又耐盐的植株，以适应于盐碱地栽培．请回答下面的问题：
（1）采用转基因（填“杂交”、“嫁接”或“转基因”）方法可以达到上述目的，这种育种方法的优点是能定向的改变生物的性状．
（2）采用细胞工程育种的方法如下：

①甲、乙原生质体经诱导融合完成的标志是形成新的细胞壁．以胚状体为材料，经过人工薄膜包装得到的人工种子，在适宜条件下同样能够萌发成幼苗，与天然种子相比，人工种子具有哪些显著的优点？（请举出1条）生产不受季节限制、不会出现性状分离、能保持优良品种的遗传特性、方便贮存和运输．
②动物细胞工程应用较广泛的是单克隆抗体的制备，单克隆抗体最主要的优点是特异性强，灵敏度高．单克隆抗体的应用主要有两个方面，一个是作为诊断试剂，能准确 地识别各种抗原物质的细微差别，并跟一定抗原发生特异性反应．另一方面可以用于治疗、预防疾病和运载药物．
14．长跑比赛中，运动员体内多种生理过程发生了改变，在下列调节活动或所采取的措施中，正确的是（　　）
A．机体产热大量增加，引起皮肤毛细血管收缩和汗腺分泌增强
B．机体大量出汗仅导致失水较多，可通过饮用淡水来进行补充
C．血糖的产生量小于消耗量导致运动初期血糖含量略有降低
D．肌肉组织中积累的乳酸主要通过细胞呼吸的方式被分解
1．下丘脑在人体内环境的稳态与生理调节过程中发挥重要作用，如图所示为神经系统对内分泌功能的三种调节方式．请据图回答下列问题：

（1）图中下丘脑参与的生理调节方式有神经调节、体液（或激素）调节．
（2）内环境中对垂体分泌相应激素的含量有调节作用的激素是促甲状腺激素释放激素和甲状腺激素．
（3）激素甲、乙、丙中，乙是抗利尿激素．导致机体释放该激素的主要原因是细胞外液（或内环境）渗透压升高．
（4）人体内需要源源不断产生激素，以维持激素含量的动态平衡，这是因为激素经靶细胞接受并起作用后就被灭活了．
18．假定将果蝇一个精原细胞的全部核DNA双链用放射性32P标记，然后诱导该细胞在无放射性环境中进行两次有丝分裂或者一次减数分裂．下列有关说法错误的是（　　）
A．若4个子细胞中每条染色体都有放射性，则是进行了减数分裂
B．两种分裂过程中具有放射性的染色体条数最多的是第一次有丝分裂后期的细胞
C．在有丝分裂间期，会有RNA聚合酶结合到该基因上进行转录
D．在减数分裂过程中，非同源染色体之间可能交换部分片段导致基因重组
19．科研人员发现植物在与病原生物的长期互作、协同进化中逐渐形成一系列的防卫机制，而植物激素在防卫机制中起着重要的作用．诱导植物抗病性可分为两种类型：一是在诱导部位发生的局部、快速的过敏性坏死反应（HR）；二是系统性获得抗性（SAR），即植物受病菌侵染或诱抗剂处理后，未被侵染或处理的部位对病菌也会产生抗性．
（1）活性氧中间体（ROIs）、一氧化氮（NO）、水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）、乙烯（ET）等物质参与调节植物的HR和SAR．其中的信号分子和细胞中受体特异性结合后，通过跨膜离子流的变化，对细胞内ROIs和NO发生影响，将信号逐渐放大，此过程是一种反馈调节．细胞内ROIS和NO与SA产生关联，进而诱导产生局部抗性（HR）和产生系统性抗性（SAR）．
（2）研究表明，在HR发生前有一个短暂的氧爆发阶段，使细胞中活性氧（H2O2）的浓度明显提高，可使病原生物细胞膜的磷脂双分子层发生过氧化来直接杀伤病原物，进而导致HR．同时H2O2能以扩散的方式通过细胞膜进入病原生物侵染以外的植物组织中，作为第二信使来激活植物防卫基因的表达，进而产生SAR．SA正是通过增加超氧化物歧化酶（SOD）等H2O2合成酶的活性和抑制CAT（过氧化氢酶）以及APX（抗坏血酸过氧化物酶）等H2O2降解酶的活性，最终积累H2O2从而达到提高植物抗病性的目的．
（3）SA还可抑制病原生物在植物体内的增殖，从而增强植物的抗病性．图为科研人员采用不同浓度SA处理受病原菌感染的烟草叶片的实验结果，据图分析回答：本实验中用蒸馏水处理作为空白对照组，在用5mmol/LSA处理5天时，抑制效果最显著．
（4）科研人员用JA和ET处理可降解SA的转基因拟南芥，仍然诱导产生了SAR，说明JA/ET介导的抗病信号转导不依赖于SA途径，以上研究结果说明植物对病原生物的防卫过程是多种植物激素相互作用，共同调节的结果．植物抗病性与相关蛋白（PR蛋白）基因的表达密切相关，在成熟的烟草叶片中，所有碱性PR蛋白都被SA抑制，而所有酸性PR蛋白都被JA抑制．这说明SA途径和JA途径之间存在相互抑制作用．

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