题目内容
18．科学家通过利用PCR定点突变技术改造Rubisco酶基因，提高了光合作用过程中Rubisco酶对CO2的亲和力，从而显著提高了植物的光合作用速率．请回答下列问题：（1）PCR过程所依据的原理是DNA双链复制，该过程需要加入的酶是耐高温的DNA聚合酶（或Taq酶）；利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物．
（2）该技术不直接改造Rubisco酶，而通过Rubisco酶基因进行改造．从而实现对Rubisco酶的改造，其原因是蛋白质空间结构较复杂，改造困难；直接改造蛋白质不能遗传，改造了基因能遗传．和传统基因工程技术相比较，定点突变最突出的优点是获得的产物一般是自然界中不存在的（填“存在的”或“不存在的”），PCR定点突变技术属于蛋白质工程工程的范畴．
（3）利用定点突变改造的Rubisco酶基因，如果要用农杆菌转化法导入受体细胞，应把Rubisco酶基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA片段中，因为该片段具有可转移至受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上的特点．根据此片段这一转移并整合的特点，推测DNA片段上可能含有控制Rubisco酶（酶）合成的基因．
分析 1、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．
2、PCR技术：
（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术．
（2）原理：DNA复制．
（3）前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物．
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链．
3、杆菌转化法的原理：农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上．根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上．
解答 解：（1）PCR的原理是DNA双链复制；扩增过程是在较高温度下进行的，因此需要加入耐高温的DNA聚合酶（或Taq酶）．利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物．
（2）蛋白质空间结构较复杂，改造困难；直接改造蛋白质不能遗传，改造了基因能遗传，因此不能直接改造Rubisco酶，而通过Rubisco酶基因进行改造．从而实现对Rubisco酶的改造．PCR定点突变技术属于蛋白质工程的范畴．
（3）农杆菌的Ti质粒上的T-DNA具有可转移到受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上的特点，因此携带外源基因的DNA片段必须插入到T-DNA片段（内部）部位．推测DNA片段上可能含有控制Rubisco酶合成的基因．
故答案为：
（1）DNA双链复制 耐高温的DNA聚合酶（或Taq酶） 引物
（2）蛋白质空间结构较复杂，改造困难；直接改造蛋白质不能遗传，改造了基因能遗传 能生产出自然界不存在的蛋白质 蛋白质工程
（3）T-DNA Rubisco酶
点评 本题考查基因工程、蛋白质工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，尤其是掌握农杆菌转化法的原理，能结合所学的知识准确答题，还需要区别蛋白质工程和基因工程，属于考纲识记和理解层次的考查．
小学夺冠AB卷系列答案
ABC考王全优卷系列答案（1）胡萝卜素有易溶于有机溶剂的特点，可选用乙酸乙酯（填“乙醇”或“乙酸乙酯”）作为胡萝卜素的萃取剂，不选用另外一种的理由是萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶，而乙醇属于水溶性有机溶剂，影响萃取效果．萃取过程中宜采用水浴方式加热，以防止温度过高．
（2）筛选能产生胡萝卜素的酵母菌R，采用平板划线法接种时，为防止杂菌污染，需要对接种环进行灼烧．
（3）提取到的胡萝卜素粗品可以通过纸层析法进行鉴定，鉴定过程中需要用胡萝卜素标准样品作为实验对照．
（4）碳源的种类对（β-胡萝卜素的产量有着一定的影响，有关研究结果如表：
| 碳源 | 麦芽糖 | 蔗糖 | 淀粉 |
| β-胡萝卜素含量（mg/L） | 3.52 | 4.81 | 1.68 |
（5）有科研人员尝试利用紫外线处理红酵母，以获得高产菌株，使用这种育种方法的优点是可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型．经定量分析后，若得到髙产菌株，要对其进行长期保存，可采用甘油管藏的方法在一20℃的冷冻箱中保存．
．| A． | 有机物氧化分解是人体产热的唯一途径 | |
| B． | 健康人从温暖环境进入寒冷环境时，最初一段时间人体产热速率大于散热速率 | |
| C． | 体温调节中枢只在下丘脑中 | |
| D． | 在同一次反射过程中不同的神经元释放的神经递质的方式相同，但神经递质的种类可不同 |
| A． | F1能产生不同类型的配子 | |
| B． | 雌雄配子随机结合 | |
| C． | 减数第二次分裂后期发生了姐妹染色单体的分离 | |
| D． | 减数第一次分裂后期发生了同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合 |
| A． | YyRr | B． | Yyrr | C． | yyRr | D． | Yyrr或yyRr |
某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进行了实验．实验包括制备培养基、灭菌、接种及培养、观察、计数．请回答与此实验相关的问题．
（1）表1中牛肉膏提供的营养成分包括碳源、氮源、生长因子．
| 牛肉膏 | 0.5g |
| 蛋白胨 | 1g |
| NaCl | 0.5g |
| 琼脂 | 2g |
| 水 | 200mL |
（3）如图表示培养和分离某种细菌的部分操作步骤，下列相关叙述正确的是A、C．（多选）
A．步骤①倒平板操作时，倒好后应将其倒过来放置
B．步骤②接种环火焰上灼烧后迅速蘸取菌液后划线
C．步骤③三个方向划线，使接种物逐渐稀释，培养后出现单个菌落
D．步骤④恒温培养箱培养后可用来对大肠杆菌进行计数
（4）进行微生物的观察还可借助光学显微镜来观察细胞的显微结构．如现在发现了一种新的单细胞生物，并欲对其进行分类，下列选项不能作为分类依据的是B、D．（多选）
A．核膜的有无 B．核糖体的有无 C．细胞壁的有无 D．膜上磷脂的有无
（5）脂肪酶在治理污水中具有广泛的应用前景．为获得高产脂肪酶的菌株，并将之用于产业化，进行如下实验．
①进一步调查适合于产脂肪酶菌株生长的碳、氮源．根据表2的实验数据，选择理想的碳源为蔗糖．
| 表2 不同碳源对菌种产脂肪酶的影响 | ||
| 碳源 | 浓度（%） | 酶活（IU/mL） |
| 玉米粉 | 1.0 | 8.50 |
| 可溶性淀粉 | 1.0 | 0.00 |
| 糊精 | 1.0 | 28.50 |
| 葡萄糖 | 1.0 | 2.50 |
| 蔗糖 | 1.0 | 37.50 |
| 麦芽糖 | 1.0 | 13.50 |
| 表3 | |||||
| 酶活 | 0.6% | 0.8% | 1% | 1.2% | 1.4% |
| 第1组 | / | / | / | / | / |
| 第2组 | / | / | / | / | / |
| 第3组 | / | / | / | / | / |
| 平均值 | / | / | / | / | / |
