题目内容

18．研究人员利用生物工程技术，探究猪bmp15基因在不同组织细胞中的特异性表达．该工程技术基本流程如图（EGFP基因控制合成增强型绿色荧光蛋白；过程②表示表达载体2成功导入各组织细胞）．请回答：

（1）过程①中，需利用XhoⅠ和HindⅢ限制酶处理表达载体1．
（2）过程②中，常采用显微注射技术将表达载体2成功导入受体细胞．
（3）培养受体细胞时，通常需在培养液中添加一定量的抗生素，以防污染．
（4）在实验结果的基础上，提取上述猪肌肉细胞的mRNA（mRNA/DNA），利用标记的EGFP基因作探针，进行分子杂交，可进一步探究猪bmp基因特异性表达的原因．
（5）据实验结果推测，猪bmp15基因在猪卵巢细胞特异性表达．

分析 基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定．基因工程的工具有：限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体．将目的基因导入动物细胞的方法是显微注射技术．抗生素能够消灭细菌等微生物．细胞中的基因选择性表达．

解答 解：（1）据图示可知，切割目的基因时使用的限制酶XhoⅠ和HindⅢ，构建基因表达载体时，需用同种限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，因此过程①中，需利用XhoⅠ和HindⅢ限制酶处理表达载体1．
（2）将目的基因导入动物细胞的方法是显微注射技术．因此，过程②中常采用显微注射技术将表达载体2成功导入受体细胞．
（3）培养受体细胞时，通常需在培养液中添加一定量的抗生素，以防杂菌污染．
（4）检测目的基因是否转录出了mRNA，使用分子杂交技术．因此为了进一步探究猪bmp基因特异性表达的原因，可以提取上述猪肌肉细胞的mRNA利用标记的EGFP基因作探针，进行分子杂交．
（5）据实验结果，只有在猪卵巢细胞中检测出绿色荧光，而猪肌肉细胞核猪羊水干细胞中均没有检测出绿色荧光，因此推测猪bmp15基因在猪卵巢细胞特异性表达．
故答案为：
（1）XhoⅠ和HindⅢ
（2）显微注射
（3）抗生素
（4）mRNA
（5）猪卵巢

点评 本题考查基因工程的相关知识，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或的能力，难度适中．

练习册系列答案
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17．核苷酸合成有两个途径，物质A可以阻断其中的全合成途径（如图）．正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶，制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞中缺乏转化酶．现用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”来筛选特定的杂交瘤细胞．关于筛选原理的叙述，正确的是（　　）
A．免疫的B细胞及其互相融合细胞因全合成途径被A阻断而在HAT培养基上不能增殖
B．骨髓瘤细胞及其互相融合细胞因无法进行上述两个途径而在HAT培养基上不能增殖
C．杂交瘤细胞因为可以进行上述两个途径所以能在HAT培养基上大量增殖
D．HAT培养基上筛选出的所有杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生高纯度的目标抗体
18．在环境条件稳定的情况下，对某森林生态系统中的两种植物进行种群密度调查后，得到如下统计数据：
 第一年第二年第五年第八年第十一年
A种群56784321784610
B种群0380336045766528
请根据以上调查结果，回答下列问题．
（1）该调查可采用样方法，A种群与B种群之间存在的竞争关系可能是导致A种群密度变化的重要因素．在调查期间B种群的年龄组成最可能为增长型，从表中数据变化来看，造成B种群数量变化可能的原因是条件适宜，没有天敌等．
（2）A种群逐渐减少，甚至可能灭绝的情况，给该生态系统中其他生物可能造成的影响是以A种群为食物的生物种类和数量减少，最终可能导致生态系统的抵抗力稳定性下降．
（3）对森林中的四个物种食物组成进行观察和记录，结果如表：
 食物组成
物种甲全来自植物
物种乙$\frac{4}{5}$来自植物，$\frac{1}{5}$来自甲
物种丙$\frac{1}{2}$来自甲，$\frac{1}{2}$来自乙
物种丁$\frac{2}{3}$来自乙，$\frac{1}{3}$来自丙
绘制出该生态系统中可能的食物网．
（4）该食物网中含有5条食物链，若物种乙增加100kg，则至少消耗植物900kg．
6．胰岛素是人体血糖调节中的重要激素，其释放受到机体的精确调控．
（1）人体内胰岛素释放通路是：餐后血糖升高，葡萄糖由细胞膜上的载体蛋白转运到胰岛B细胞内，经过有氧呼吸（或“呼吸作用”）过程产生大量ATP，阻断ATP敏感型钾离子通道，进而抑制了钾离子的外流，使细胞膜内的电位升高，打开电压依赖性的Ca2+通道，升高了胞内的Ca2+浓度，促进胰岛素分子以胞吐（或“外排”）的方式释放到细胞外．
（2）研究发现，高浓度葡萄糖可引起胰岛A细胞合成并分泌谷氨酸，为研究谷氨酸的作用机理，科研人员将三组数目相等的小鼠离体胰岛进行培养，培养条件及结果如图1（CQNX为谷氨酸受体阻断剂）．实验结果表明：在高浓度葡萄糖条件下，谷氨酸能促进胰岛素的分泌，CNQX可抑制这一过程．由此推测，谷氨酸与胰岛B细胞表面的（谷氨酸）受体结合发挥作用．
（3）科研人员进一步用谷氨酸溶液处理正常小鼠和K+通道基因敲除小鼠的胰岛B细胞，检测细胞内Ca2+荧光强度，结果如图2所示．

①由实验结果可知，谷氨酸能够升高正常小鼠胰岛B细胞内的Ca2+浓度．
②K+通道基因敲除小鼠和正常小鼠相比，细胞内的基础Ca2+浓度显著高于正常小鼠，从胰岛素释放通路分析，是由于K+通道基因敲除小鼠的K+通道不能正常发挥作用，导致Ca2+通道（持续）开放．
③该实验结果说明谷氨酸对胰岛B细胞的作用是通过K+通道实现的．
（4）基因敲除是一种特殊的基因重组技术，即将外源目的基因导入细胞从而干扰该细胞内某一基因的功能．将外源目的基因导入小鼠的胰岛B细胞常用方法是显微注射法．
13．为探究SHH基因与角化囊肿发生的相关性，科研人员利用SHH基因的非模板链转录合成RNA作为探针，进行分子杂交实验，以检测SHHH基因在角化囊肿中的表达情况．其基本流程如图：（Amp表示氨苄青霉素抗性基因；LacZ基因被SHH基因插入后不表达）请回答：

（1）基因工程成功实施的理论基础有不同的DNA分子具有相同的双螺旋结构；自然界中所有生物共用一套遗传密码子．
（2）重组载体中SHH基因转录合成RNA探针时，需要（需要/不需要）启动子．
（3）步骤②中，用Ca2+处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞，然后导入重组载体．实验中，用添加氨苄青霉素的培养基培养大肠杆菌，未导入质粒的细菌将会死亡，原因是这此细菌不含有Amp（或氨苄青霉素抗性或抗性）基因．
（4）能表达LacZ基因的大肠杆菌在含有IPTG和X-gal的培养基上会形成蓝色菌落，易于识别．根据上述原理可以初步判断白色（蓝色/白色）菌落中的大肠杆菌为重组菌．
（5）将制备的探针加入角化囊肿切片中，探针将与SHH转录的mRNA形成杂交带，进而判断SHH基因的转录情况，此过程用到的相关检测方法（技术）是分子杂交技术．
3．下列有关实验的叙述，正确的是（　　）
A．新鲜的黑藻叶片可用于叶绿体的观察及质壁分离实验
B．探究温度对酶活性的影响，可选择过氧化氢溶液作为底物
C．显微镜下观察到细胞处于质壁分离状态，则该细胞正在失水
D．低温诱导染色体加倍的实验中，解离后要用95%的酒精进行漂洗
10．图甲所示的调节过程是人体稳态的重要组成部分，图乙为细胞间信息传递的几种模式示意图，图丙是图乙局部结构的放大图．请据图回答以下问题：

（1）图甲中正常人血液中②的含量变化对①、③的分泌起调节作用，此种调控机制属于负反馈调节．
（2）在寒冷环境中，图甲中的②分泌量增加的同时b（填字母）的分泌量也增加，二者共同促进机体的新陈代谢．请写出寒冷条件下皮肤立毛肌收缩，起鸡皮疙瘩的反射弧：皮肤冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→立毛肌．
（3）人体内需要源源不断的产生激素，以维持激素含量的动态平衡，这是因为激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了．图甲中的胰岛A细胞、胰岛B细胞分别分泌胰高血糖素和胰岛素，它们的作用相互拮抗，共同维持血糖含量的稳定．胰岛A细胞分泌的胰高血糖素其主要的靶器官是肝脏，若胰岛B细胞受损人会得糖尿病，这主要是因为胰岛素分泌减少，使组织细胞摄取、利用、转化和储存葡萄糖的能力减弱，从而血糖升高，表现为糖尿．
（4）若图乙中细胞3受到刺激产生兴奋，兴奋部位膜外电位的变化是由正电位变成负电位；兴奋在细胞3和细胞2间传递的结构如图丙所示，图丙中结构③的名称是突触后膜，②中的液体为组织液，兴奋通过图丙的传递过程中，信号的变化情况是电信号→化学信号→电信号．
（5）机体维持稳态的主要调节网络是神经-体液-免疫，其中免疫系统是通过它的防卫、监控和清除等功能，实现它在维持稳态中的作用．
7．下列对细胞内葡萄糖分解至丙酮酸的过程的叙述中，正确的是（　　）
A．在细胞质基质中进行B．必须在有氧条件下进行
C．反应速度不受温度影响D．产生CO2和少量ATP
8．下列关于遗传和变异的叙述，正确的是（　　）
A．基因型为Aa的豌豆在进行减数分裂时，产生的雌雄两种配子的数量比为1：1
B．自由组合定律的实质是，在F1产生配子时，等位基因分离
C．三倍体无籽西瓜不能结出种子，这种变异属于不可遗传的变异
D．DNA分子上发生碱基对的增加、缺失或替换会引起基因结构的改变

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