题目内容

8．拟南芥某突变体可用于验证相关基因的功能．野生型拟南芥的种皮为深褐色（TT），某突变体的种皮为黄色（tt）．如图是利用该突变体验证油菜种皮颜色基因（Tn）功能的流程示意图．请据图回答下列问题：

（1）图中①为重组质粒，形成过程中需要限制酶和DNA连接酶；Tn基因能够和质粒连接成①的主要原因是酶切后具有相同的粘性末端．
（2）拟南芥t基因的mRNA的末端序列为“-AGCGCGACCUGACUCUAA-”，而油菜Tn基因的mRNA与其相比，只有末端序列中的UGA变为AGA，则Tn比t多编码2个氨基酸（起始密码子位置相同，UGA、UAA为终止密码子）．油菜Tn基因能在油菜突变体中表达的原因是所有生物都共用一套密码子．
（3）若②不能在含抗生素Kan的培养基上生长，则原因是重组质粒未导入（目的基因末成功表达）．若转基因拟南芥的种皮颜色为深褐色，则说明油菜Tn基因与拟南芥T基因的功能可能相同．
（4）采用PCR技术扩增目的基因时，需在PCR反应体系加入引物等物质，若共用了引物30个，则目的基因扩增了4代．

分析 分析题图：图示表示利用突变体验证油菜种皮颜色基因（Tn）功能的流程，其中①是目的基因和质粒在DNA连接酶的作用下连接形成的重组质粒；②表示采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞；最后筛选获得的转基因拟南芥．

解答 解：（1）图中①质粒和目的基因连接形成的重组质粒；构建基因表达载体时，首先要用同种限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子，以形成相同的黏性末端，其次还需要用DNA连接酶连接目的基因和运载体形成重组质粒．
（2）油菜Tn基因的mRNA中UGA变为AGA，则末端序列变为“--AGCGCGACCAGACUCUAA--”．在拟南芥中，UGA是终止密码子不编码氨基酸，而在油菜中，UGA变为AGA可编码一个氨基酸，同时CUC还可编码一个氨基酸，直到UAA终止密码子不编码氨基酸，所以Tn比t多编码2个氨基酸．所有生物共用一套遗传密码子，因此油菜Tn基因能在油菜突变体中表达．
（3）由图可知重组质粒含有抗生素Kan抗性基因，所以导入重组质粒的受体细胞能在含有抗生素Kan的培养基上生长，若②不能在含抗生素Kan的培养基上生长，则说明重组质粒未导入．若③的种皮颜色为深褐色，则说明油菜Tn基因与拟南芥T基因的功能相同．
（4）PCR技术利用的是DNA复制的原理，DNA复制具有半保留复制的特点．根据题意可知，若共用了引物30个，说明每一种引物用了15个，则2n-1=15，则n=4，即目的基因扩增了4代．
故答案为：
（1）重组质粒  限制酶和DNA连接酶   酶切后具有相同的粘性末端
（2）2  所有生物都共用一套密码子
（3）重组质粒未导入（目的基因末成功表达）    深褐色
（4）4

点评 本题借助流程图，考查遗传信息的转录和翻译、基因工程的原理和技术等知识，要求考生识记遗传信息的转录和翻译过程，能根据所给的终止密码子解决问题；识记基因工程的原理和操作步骤，能准确判断图中各数字的含义，再结合所学的知识准确答题．

练习册系列答案
相关题目
1．关于生物体内的化学元素的说法中正确的是（　　）
A．组成生物体的化学元素的种类和含量大体相同
B．生物体内的化学元素归根结底来自无机环境
C．生物体内的碳元素是最基本的元素，含量总是最多的
D．微量元素在生物体内含量很少，所以对人体来说不需要补充
19．酵母菌是研究细胞呼吸常用的实验材料．请分析回答：

（1）酵母菌有氧呼吸过程中[H]在线粒体内膜处与氧结合生成水，水中的氢来自于反应物中的葡萄糖和水．适宜温度下，在锥形瓶中加入含有酵母菌的葡萄糖溶液并密封（如图1），图2曲线中能正确表示实验结果的是②③．
（2）某研究小组利用如图3所示装置进行酵母菌细胞呼吸的研究．图中刻度玻璃管可以用来读取液面的高度（假设水压对气体体积变化的影响忽略不计）．
实验步骤：
a．将10mL酵母菌培养液和10mL加热煮沸后冷却的酵母菌培养液分别加入甲、乙两个烧杯中．
b．将甲、乙两个烧杯分别放入气密性完好的两个气球中，排尽空气后分别向两个气球内注入等量且适量的氧气，扎紧气球保持密闭状态，再分别放入如图实验装置中．
c．两组装置均放入20℃恒温水浴中．从注水口注入等量的温水，调节刻度玻璃管液面至起始刻度．
d．记录实验结果．
实验分析：
①该实验的自变量是酵母菌是否煮沸，因变量是刻度玻璃管液面高度．
②实验刚开始的短时间内，甲组装置的刻度玻璃管液面不发生变化．请写出相关的反应式：C6H12O6+6H2O+6O2$\stackrel{酶}{→}$6CO2+12H2O+能量；
实验刚开始的短时间内，乙组装置的刻度玻璃管液面也不发生变化．请分析原因：乙中酵母菌死亡，不能进行细胞呼吸．
③一段时间后，装有甲烧杯的装置中刻度玻璃管液面上升，原因是甲中酵母菌无氧呼吸产生的CO2使气球体积增大．
16．下列有关实验的表述不正确的是（　　）
A．“观察植物细胞的质壁分离”实验中可以发现质壁分离首先发生在细胞的角隅处
B．探究温度对淀粉酶活性的影响，不可用斐林试剂对产物进行检测
C．观察DNA和RNA在细胞中分布实验时，低倍镜观察应选择染色均匀、色泽深的区域，移至视野中央，将物像调节清晰
D．孟德尔对杂交实验的研究中选择山柳菊失败的主要原因是山柳菊没有易于区分的相对性状及花小难以进行杂交实验等
3．关于生物体元素和化合物的叙述中正确的是（　　）
A．组成蛋白质和核酸的元素都只含有C、H、O、N
B．糖类和脂肪的组成元素都只有C、H、O
C．甘蔗茎、甜菜的块根等都含有较多的糖且近于白色，因此可以用于进行还原糖的鉴定实验
D．微量元素的含量在生物体内很少，所以其作用可以或缺
13．人体要维持正常的生命活动，需要通过复杂而精巧的调节机制来实现，请回答相关问题：
（1）在外界环境发生剧烈变化的情况下，人体内环境仍能维持稳态．当环境温度较高时，人体主要可通过出汗和皮肤毛细血管舒张方式增强散热，大量出汗后，细胞外液渗透压升高，下丘脑渗透压感受器兴奋，分泌抗利尿激素，同时传至大脑皮层产生渴觉．寒冷环境中，下丘脑分泌TRH，作用于垂体，促进其合成分泌TSH，最终促进甲状腺分泌甲状腺激素，这种甲状腺激素分泌的调节称为分级调节．
（2）人体进食后血糖含量升高，此时胰岛B细胞可以分泌胰岛素，若作用于靶器官肝脏，将多余的血糖合成肝糖原储存起来，使血糖浓度恢复正常．
（3）图中有2个突触，①所指结构名称是突触小泡．在③中给予某种药物后，再刺激神经元2，发现神经冲动的传递被阻断，但检测到③中神经递质的量与给予药物之前相同，这是由于该药物抑制了④ （用图中标号表示）的功能．若在图中刺激神经元2后，神经元3膜电位的变化情况是D．
20．黑藻叶细胞系统的边界是（　　）
A．细胞壁B．细胞核C．细胞质D．细胞膜
17．如图是一个某遗传病的系谱图．3号和4号为同卵双胞胎．就遗传病的相对基因而言，他们基因型相同的概率是（　　）
A．$\frac{1}{9}$B．$\frac{4}{9}$C．$\frac{5}{9}$D．1
15．下列有关人体内水的叙述中，错误的是（　　）
A．水分子的跨膜运输方向是由高浓度溶液到低浓度溶液
B．越冬植物体内自由水与结合水的比值下降
C．在胰岛素的合成过程中伴随着水的产生
D．人体细胞有氧呼吸过程中既有水的参与，也有水的产生

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