题目内容

19．λ噬菌体有极强的侵染能力，能在细菌中快速进行DNA复制，产生子代噬菌体，最终导致细菌破裂（称为溶菌状态）；或者整合到细菌基因组中潜伏起来，不产生子代噬菌体（称为溶原状态）．在转基因技术中常用λ噬菌体构建基因克隆载体，使其在受体细菌中大量扩增外源DNA，以备研究使用．相关操作如图所示，请回答：

（1）在构建基因克隆载体时，可被噬菌体蛋白质包装的DNA长度约为36～51kb，则经人工改造的λgtl0载体可插入的外源DNA的最大长度为7.6kbkb．为获得较大的插入能力，可删除λ噬菌体DNA组成中的中部（含控制溶原生长）序列以缩短其长度．
（2）构建基因克隆载体时，需用到的酶是限制酶和DNA连接酶．λ噬菌体DNA上通常没有适合的标记基因，因此人工改造时需加装适合的标记基因，如图λgtl0载体中的imm434基因，该基因编码一种阻止λ噬菌体进入溶菌状态的阻遏物．外源DNA的插入位置应位于imm434基因之中（之中/之外），使经侵染培养后的受体菌处于溶菌状态，表明已成功导入目的基因．
（3）合成噬菌体所需的小分子原料主要是氨基酸和脱氧核苷酸．分离纯化噬菌体重组DNA时，将经培养10小时左右的大肠杆菌=噬菌体的培养液超速离心，从上清液（上清液、沉淀物）获得噬菌体．

分析 λ噬菌体DNA中分为三段，左臂是含有编码蛋白质外壳的序列，中臂是控制溶原生长的序列，而右臂是含重要调控序列，所以人工改造载体时，可删除的是中臂．经人工改造λgtl0载体的长度为43.4kb．T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质．

解答 解：（1）由于组装噬菌体时，可被噬菌体蛋白质包装的DNA最大长度是51kb，经人工改造λgtl0载体的长度为43.4kb，那么插入的外源DNA的最大长度是51-43.4=7.6kb．由于λ噬菌体DNA中分为三段，左臂是含有编码蛋白质外壳的序列，中臂是控制溶原生长的序列，而右臂是含重要调控序列，所以人工改造载体时，可删除中部序列以缩短其长度．
（2）基因工程中需要用到限制酶和DNA连接酶来切割和拼接DNA片段．由于采用的标记基因，即imm434基因，能编码一种阻止λ噬菌体进入溶菌状态的阻遏物，所以外源DNA应该插入该基因之中，这样就使得经侵染培养后的受体菌处于溶菌状态．
（3）噬菌体由蛋白质外壳和DNA组成，因此合成噬菌体蛋白质外壳需要以氨基酸为原料，而合成DNA需要以脱氧核苷酸为原料．分离纯化噬菌体重组DNA时，将经培养10小时左右的大肠杆菌-噬菌体的培养液超速离心，从上清液获得噬菌体．
故答案为：
（1）7.6kb    中部（含控制溶原生长）
（2）限制酶和DNA连接酶   之中      溶菌
（3）氨基酸和脱氧核苷酸     上清液

点评 本题综合流程图，考查基因工程、噬菌体侵染细菌实验的应用，要求考生识记基因工程的工具、操作步骤及应用；识记噬菌体侵染细菌的实验过程，能根据实验现象得出实验结论；同时还要求考生能分析题图提取有效信息答题．

练习册系列答案
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9．下列有关细胞分裂、生长和分化的选项，不正确的是（　　）
A．抑制癌细胞的DNA复制可以有效控制癌细胞增殖
B．随着细胞的生长，细胞的遗传物质会越来越多
C．细胞分化是基因选择性表达的结果，所以骨细胞与肌细胞的蛋白质种类和数量不同
D．细胞分裂和细胞生长是多细胞生物由小到大的主要原因
10．对二倍体植株玉米（2n=20）进行遗传学研究发现，有一种单倍体植株（2n-1）比正常植株少一条5号染色体，称之为5号单体植株．回答下列问题：
（1）5号单体植株的形成是染色体变异的结果．该种变异类型能（填“能”或“不能”为生物进化提供原材料．
（2）5号单体植株在减数第一次分裂时能形成9个四分体，如果该植株能够产生数目相等的n型和n-1型配子，理论上自交后代（受精卵）的染色体数目及比例为20（2n）：19（2n-1）：18（2n-2）=1：2：1．
（3）如图为科研人员利用5号单体植株进行的杂交实验．

（注：5号单体植株细胞在减数分裂时，未联会的染色体易出现丢失现象．）
请从5号单体植株产生不同类型配子的数目及生活力差异等方面对实验结果作出合理解释．单体♀在减数分裂时，形成的n-1型配子多于n型配子导致实验一结果中单体植株所占比例大；n-1型雄配子对外界环境更敏感，生活力差导致实验二结果中单体植株所占比例小．
7．回答下列有关内环境的问题
下丘脑是神经系统中维持内环境稳态的重要调节中枢．
（1）下丘脑分泌的某种激素在维持人体水和电解质平衡中其重要作用，该激素的名称是抗利尿激素．
（2）寒冷情况下，机体散热减少，产热会增加以维持体温恒定．体温调节中枢位于下丘脑．
（3）由如图可知，对甲细胞的调节，既可通过神经直接进行调节，还可以通过有关激素进行调节，其原因是甲细胞表面存在接受神经递质的受体和接受激素的受体．
（4）图中A处的信号转换过程为电信号→化学信号．
（5）当甲状腺激素分泌增多时，甲细胞分泌的激素会减少，这是一种负反馈（负反馈/正反馈）机制．甲细胞可能是下丘脑内分泌细胞或垂体细胞细胞．
（6）若甲为肝细胞，人体饥饿时图中C端血糖浓度较B端高，可能的原因是胰高血糖素（填激素）增加，它作用于肝细胞促进肝糖原分解，使血糖维持正常水平．此细胞内的甘油三酯以极低密度脂蛋白的形式运至血液．
14．某二倍体植物的花为两性花，其花色由一对等位基因（A、a）控制．若该植物的某种群中，不同花色的植株比例为红色（AA）：粉红色（Aa）：白色（aa）=5：3：2，据此回答：
（1）种群内的各个体之间能进行基因交流，即不存在生殖隔离
（2）该种群中A基因的频率是65%，粉红色花植株自交所得子代的表现型为红花：粉红花：白花=1：2：1
（3）取该植物的纯合矮生品系的一棵幼苗，对其喷施赤霉素后，其成熟株高与高茎品系相当，对此现象的解释存在两种假设：一是赤霉素引起了遗传物质的改变，二是赤霉素只改变了表现型，请设计实验对此加以验证．让该高茎植株进行自交，在不喷施赤霉素的条件下进行培养，观察后代的表现型进行判断，如果后代出现一定比例的高茎，说明是赤霉素引起了遗传物质的改变，如果后代没有高茎，则说明是赤霉素只改变了表现型．
4．如图是自然条件下某种群数量的动态变化模型．请据图回答下列问题：
（1）种群密度是种群最基本的数量特征，不能（填“能”或“不能”）反映种群数量的变化趋势．
（2）图中曲线是反映种群数量动态变化的数学模型．图中A点后，种群的增长速率减小（填“增大”、“减小”或“基本不变”）．在自然条件下，种群数量达到K值后常在K值上下波动，这是因为有些影响种群数量变化的因素呈周期性变化．
（3）提高种群的K值，可采用就地保护的措施，这是对生物多样性最有效的保护．
11．下列有关生物学实验的叙述中，正确的是（　　）
A．用无水乙醇或丙酮提取、分离紫色洋葱鳞片叶中的色素
B．用紫色洋葱鳞片叶表皮细胞观察质壁分离时看不到染色体
C．观察线粒体用新鲜的藓类叶片代替口腔上皮细胞效果更佳
D．粗提取DNA实验中，用0.14mol/LNacl溶解DNA
8．为在酵母中高效表达丝状真菌编码的植酸酶，通过基因改造，将原来的精氨酸密码子CGG改变为酵母偏爱的密码子AGA，由此发生的变化不包括（　　）
A．植酸酶基因的碱基序列改变B．植酸酶氨基酸序列改变
C．编码植酸酶的DNA热稳定性降低D．配对的反密码子为UCU
9．密林熊蜂直接在角蒿花的花筒上打洞，盗取其中的花蜜（盗蜜），花筒上虽留下小孔，被盗蜜的花仍会开花，但影响结实率．密林熊蜂偏爱从较大、较高的花盗密，其身体不会接触到花的柱头．据此作出的分析，正确的是（　　）
A．密林熊蜂与正常传粉者之间存在竞争关系
B．密林熊蜂不影响角蒿的进化
C．该盗蜜行为不会影响角蒿的种群密度
D．可采用标志重捕法调查密林熊蜂的盗蜜频率

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