题目内容

8．回答下列有关遗传信息传递与表达的问题．
纤维素分子因为分子量大，不能直接进入酵母细胞，并且酵母菌无法分解环境中的纤维素．为了使酵母菌能够利用环境中的纤维素为原料生产酒精，科学家欲将目的基因纤维素酶基因通过重组质粒导入酵母菌细胞．其所用质粒及其酶切位点如图甲，外源DNA上的纤维素酶基因及其酶切位点如图乙，根据要求回答以下问题：

（1）为了防止酶切片段的自身环化，实现工程目标，应选用限制酶HindⅢ和PstⅠ同时切割质粒和外源DNA．
（2）根据上述要求选择正确限制酶切割并获得重组质粒后，如果再用BamHⅠ限制酶切割重组质粒，则获得的酶切片段数为2．
（3）作用于图a位置的酶有BCD（多选）

A．DNA解旋酶B．DNA连接酶
C．DNA聚合酶
D．限制酶
科学家进一步构建了含3种不同基因片段的重组质粒，进行了一系列的研究．下面是酵母菌转化及纤维素酶在工程菌内合成与运输的示意图．
（4）设置菌株Ⅰ作为对照，是为了验证质粒DNA和酵母菌核基因不携带纤维素酶基因．
（5）将菌株Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别置于以纤维素为唯一碳源的培养基上，其中菌株Ⅱ不能存活，原因是缺少信号肽编码序列，导致所产生的纤维素酶无法分泌到细胞外，分解细胞外的纤维素，使得细胞无可利用的碳源．

分析 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．

解答 解：（1）为防止酶切片段的自身连接，可选用的不同的限制酶组合，使形成的黏性末端不同，以防止自身环化．
（2）根据上述要求选择正确限制酶切割并获得重组质粒后，如果再用BamHⅠ限制酶切割重组质粒，由于在质粒和目的基因中各有一个BamHⅠ酶识别位点，则获得的酶切片段数为 2．
（3）图a位置为磷酸二酯键，作用的酶有：DNA连接酶、DNA聚合酶和限制酶；DNA解旋酶作用的位点是b氢键．
（4）设置菌株Ⅰ为对照，是为了验证质粒DNA和酵母菌基因组不携带纤维素酶基因，即普通酵母菌不能够利用环境中的纤维素．
（5）将菌株Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别置于以纤维素为唯一碳源的培养基上，其中菌株Ⅱ不能存活，原因是缺少信号肽编码序列，导致所产生的纤维素酶无法分泌到细胞外，分解细胞外的纤维素，使得细胞无可利用的碳源．
故答案为：
（1）HindⅢ和PstⅠ
（2）2
（3）BCD
（4）质粒DNA  酵母菌核基因
（5）信号肽编码序列   所产生的纤维素酶无法分泌到细胞外，分解细胞外的纤维素，使得细胞无可利用的碳源

点评 本题考查基因工程、分泌蛋白的合成与分泌及微生物的培养等相关知识，要求考生识记基因工程的原理、操作工具及操作步骤等，掌握各步骤中的相关细节，能结合所学的知识准确判断各选项．

练习册系列答案
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18．在下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是（　　）
A．杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇B．白眼雌果蝇×红眼雄果蝇
C．杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇D．白眼雌果蝇×白眼雄果蝇
19．下列关于人体免疫的叙述，正确的是（　　）
A．机体主要是通过免疫调节来维持内环境的稳态
B．人体内的吞噬细胞只能参与非特异性免疫过程
C．B淋巴细胞在初次接触青霉素后可分泌淋巴因子
D．记忆细胞再次接触相同抗原时可以分化为浆细胞
16．生物工程
大米中铁含量极低，科研人员通过基因工程等技术，培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻，改良了稻米的营养品质．如图为培育转基因水稻过程示意图．
（1）农杆菌中合成的铁合蛋白与动物细胞中的铁合蛋白完全相同，这一现象说明不同生物细胞共有一套遗传密码子．
（2）为了筛检成功导入重组质粒的农杆菌，1号培养基需要加入潮霉素．诱导组织细胞失去分化的培养基是2号培养基．
（3）让农杆菌侵入愈伤组织而非水稻胚与幼苗．其主要原因有AD（多选）
A．胚与幼苗中导入重组质粒的细胞较难发育成完整转基因植株
B．愈伤组织细胞膜因为损伤较多而有利于接受重组质粒
C.3号培养基的作用主要是促进愈伤组织的细胞接受重组质粒
D．转基因水稻植株须由转基因细胞分裂与分化而形成
（4）⑤至⑥的过程，属于组织培养技术．下图1、2为质粒、含目的基因的DNA及其有关限制酶的作用位点，

（5）为提高实验的效能，应采用限制酶BamHI和hindIII处理Ti质粒和含目的基因的DNA；限制酶作用于DNA分子的磷酸与脱氧核糖之间的化学键．
对Ti质粒采用相关限制酶完全酶切后的DNA片段长度如下表；
限制酶
 		EcoRⅠ
 		EcoRⅠ+EcoRⅡ
 
长度（Kb）
 		50
 		22+22+6
 
（6）若独立用EcoRⅡ完全酶切，能得到的DNA片段数（不定向组合）及其长度是AC
A.6Kb、44Kb      B.22Kb、22Kb、6Kb       C.22Kb、28Kb      D.12Kb、38Kb．
3．朊病毒可引起库鲁病和羊瘙痒病，病理特征是脑组织空泡化呈海绵状，且蛋白质形态异常．近年来，科学家发现其致病机理如图所示，下列叙述错误的是（　　）
A．该过程与核DNA的转录不能在动物细胞内同时进行
B．甲图中蛋白质1和2形成的复合物可以辅助终止密码子4发挥作用，从而使核糖体遇到4后停止工作
C．图中结构5是mRNA，此过程中它从右向左移动
D．乙图中6是一种朊病毒，它与蛋白质2结合，阻止核糖体识别4，将导致合成的蛋白质结构、功能改变
13．某生态系统中有草、兔、鼠、狐狸、蛇和鹰等生物，请回答下列问题．
（1）一般而言，狐狸和兔在长期的演化中都会越跑越快，这在生物学上称为共同进化
（2）除上述成分外，该生态系统的组成成分还应包括分解者以及非生物的物质和能量．
（3）如图是能量流经该生态系统某一营养级的示意图，其中A表示该营养级摄入的总能量，数字表示能量值[单位为J/（cm2•a）．
①该图表示的是能量流经第二营养级的情况，上述几种生物中处于该营养级的是兔、鼠
②理论上，下一营养级同化的能量最多为80J/（cm2•a）．
③由图可知，该生态系统的能量流动具有什么特点？单向流动、逐级递减．
20．纳米银由于抗菌性能良好而被广泛应用于食物容器、个人护理品等商品中，但其释放到水环境中的风险也引起了研究者的重视．某科研小组用单细胞真核生物小球藻为实验材料，采用溶氧法探究不同浓度纳米银对小球藻生长情况的影响，进行了如下实验：
①材料用具：不同浓度的纳米银溶液，培养液，小球藻若干，溶解氧测定仪，蒸馏水等
②实验步骤：
第一步：将小球藻平均分为4组，分别放入含有等量培养液的图1所示装置的样品池中，编号A、B、C、D．
第二步：在A、B、C样品池中分别添加等量1mg/L、5mg/L、10mg/L的纳米银溶液，D组加入等量蒸馏水，将各装置放在相同且适宜的条件下培养．
第三步：培养10分钟后，检测各样品池中溶氧量的变化，结果如图2所示．
第四步：把样品池中的小球藻取出，进行色素的提取和测定，结果如图3所示．

请回答下列问题：
（1）通过改变图1中光源，可研究光强、光质对光合作用的影响．
（2）小球藻光合作用产生氧气的场所是类囊体薄膜．
（3）如果用计数法研究纳米银对小球藻生长的影响，实验中需要使用血球计数板和显微镜，对小球藻进行色素提取时需要用到无水乙醇（丙酮）试剂．
（4）由图2、图3的实验结果可知纳米银对小球藻生长的影响是抑制光合作用从而抑制生长，原因是纳米银破坏色素．
（5）科研人员想要探究纳米银对小球藻呼吸作用的影响，请简要写出实验设计思路：将图1装置遮光处理，重复上述实验．
17．将豌豆的幼苗水平放置，它的根就会向下弯曲．若将根冠全部或部分切去，如图
甲：根冠不切除，一定时间后，向下弯曲63°；
乙：根冠全切除，一定时间后，向上弯曲1°；
丙：根冠上半部分切除，一定时间后，向下弯曲31°；
丁：根冠下半部分切除．一定时间后，向上弯曲4°．
由此可看出（　　）
A．多种激素平衡协调作用控制着根向下弯曲生长
B．此实验必须在有光条件下进行
C．决定根的向重力性的组织很可能是根冠
D．根冠产生的物质是生长促进剂
18．下列有关生物学实验的叙述，错误的是（　　）
A．观察DNA和RNA在细胞中分布的实验中，盐酸的作用是使细胞相互分离
B．在观察线粒体的实验中，健那绿染液可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色
C．在低温诱导染色体加倍的实验中，4℃的低温能够抑制细胞中纺锤体的形成
D．在探究培养液中酵母菌数量的动态变化实验中，采用抽样检测法进行酵母菌计数

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