题目内容

10．EPSPS是叶绿体中的一种酶，它能催化芳香族氨基酸的合成；草甘膦是一种除草剂，它能竞争性抑制EPSPS的作用而使植物死亡．因此草甘膦的使用也会影响到农作物的正常生长．目前，已发现可以从一种抗草甘膦的大肠杆菌突变株中分离出EPSPS基因，若将该基因转入农作物植物细胞内，从而获得的转基因植物就能耐受高浓度的草甘膦．
（1）普通大豆施用草甘膦之后，电镜下可以看到叶绿体很快变形，其原因是氨基酸合成受阻直接影响了蛋白质的合成，使叶绿体内的其结构和功能严重受损从而使植物死亡．
（2）研究人员以大豆“黑农37”胚尖为外植体，利用农杆菌介导法将EPSPS基因成功转入大豆，大豆产生了更多的EPSPS来抵抗草甘膦，成为抗除草剂（草甘膦）大豆．
①下表分别表示4种限制性核酸内切酶的酶切位点．假设位于EPSPS基因两侧的DNA序列
分别为$\left.\begin{array}{l}{-CAGGATCCC}&{-}\\{-GTCCTAGGG}&{-}\end{array}\right.$和$\left.\begin{array}{l}{-AAGCTTGAC}&{-}\\{-TTCGAACTG}&{-}\end{array}\right.$，则应选择表中酶2和3进行酶切．若EPSPS基因的右侧序列如后者所示，请在如图1方框内画出经酶切后产生的两个末端的碱基序列．
酶的种类1234
酶切位点
②若多个如图2所示的片段甲和片段乙混合在一起，用DNA连接酶拼接得到环状DNA，其中只由两个DNA片段连接成的环状DNA分子有3种．
（3）要测定EPSPS基因最终是否整合到大豆的某一染色体上，可用DNA分子杂交方法，或直接测定该染色体的DNA序列
（4）图3是目的基因EPSPS（4.0kb，1kb=1000对碱基）与pUC18质粒（2.7kb）重组的示意图．图中Ap′是抗氨苄青霉素基因，lacZ是显色基因，其上的EcoRⅠ识别位点位于目的基因插入位点的右侧．现用EcoRⅠ酶切质粒，酶切后进行电泳观察，若出现长度为3和3.7kb和1.0和5.7kb的片段，则可以判断该质粒已与目的基因重组成功．（重组质粒上目的基因的插入位点与EcoRI的识别位点之间的碱基对忽略不计）．

分析 切割DNA的工具是限制性核酸内切酶，又称限制酶，限制酶是基因工程必需的工具酶，其特性是一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列．
分析图3可知：植物A和D对草甘膦敏感，B和E对草甘膦天然具有抗性，C和F则经过了转基因处理，所以A-C浇清水，都能健康成长．F虽经过了转基因处理，但是否成功还未知，所以D-F浇的水中含有草甘膦，D肯定不能健康成长，E肯定能健康成长，F未知．
一种限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂．

解答 解：（1）草甘膦能竞争性抑制EPSPS的作用，而EPSPS是叶绿体中的一种酶，它能催化芳香族氨基酸的合成，所以普通大豆施用草甘膦之后死亡的原因是：叶绿体的类囊体薄膜上的蛋白质的合成受阻，使得叶绿体的结构受损，从而导致功能受损．
（2）①因为限制酶具有特异性识别的能力，对照图1和2所示，则应选择表中酶2和3同时进行酶切．画图时要注意：画出完整的DNA片段，要有两个黏性末端，化学键、碱基序列完整且正确，．
②多个片段甲和多个片段乙混合，用DNA连接酶连接可形成甲甲、乙乙、甲乙三种连接方式（只考虑两个DNA片段连接），所以其中只由两个DNA片段连接成的环状DNA分子有3种．
（3）检测目的基因是否整合到受体细胞的染色体上，常用的方法是DNA分子杂交，也可以直接来测定受体细胞染色体上的DNA序列．
（4）目的基因被酶切后形成两个片段：1.0kb和3.0kb；质粒被酶切后长度不变：2.7kb．故质粒只能和目的基因片段之一发生重组，如果成功的话将会出现两种情况：3kb和3.7kb或1.0kb和5.7kb．
故答案：
（1）蛋白质
（2）①2和3
 
②3 
（3）DNA分子杂交   DNA序列
（4）3和3.7或1.0和5.7

点评 本题重点考查基因工程的有关知识，要求掌握基因工程的操作步骤及在生产实践中的运用；能够对基因工程中DNA片段的长短进行简单的计算，难度适中．

练习册系列答案
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（2015•松江区一模）下列三种生物学现象产生的机理依次属于（ ）

①给小白鼠注射一定量的胰岛素后，小白鼠休克

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③小猪听到主人“噜噜“叫声就奔向主人．

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C．体液调节、过敏反应、反射 D．反射、自身免疫、体液调节
3．眼皮的单双是由一对等位基因A和a所决定的，某女孩的双亲都是双眼皮，而她却是单眼皮．她的基因型及其父母的基因型依次是（　　）
A．aa、AA、AaB．aa、Aa、aaC．aa、Aa、AaD．aa、AA、AA
18．请回答下列有关基因工程、细胞工程和胚胎工程方面的问题：
（1）若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人的干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因的启动子、人干扰素基因、终止子、标记基因等．目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的受精卵（填“受精卵”或“乳腺细胞”），导入方法是显微注射法．真正被用做载体的质粒，都是在天然质粒的基础上人工改造的．
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15．甲、乙、丙是某二倍体动物的3个正常细胞，其染色单体数分别为0、2N、4N，下列说法正确的是（　　）
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B．乙细胞中染色体可能正向细胞两极移动
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KH2PO4Na2HPO4MgSO4•7H2O葡萄糖尿素琼脂
1.4g2.1g0.2g10g1g15g
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000mL，调pH为7.2
（1）分解尿素的细菌能分泌脲酶，能将尿素分解成氨．
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（4）A同学实验结果的原因是培养基被杂菌污染有同学认为造成A同学实验结果的原因是培养基被杂菌污染．为了证实该说法，则进一步实验的操作思路是将A同学的培养基在不加土样的情况下，设置空白对照．
19．细叶桉（喜光耐旱的高大乔木）和蛤蒌（常生长在树林中半阴处）均为湛江地区常见的植物．图甲为这两种植物在温度、水分均最适的条件下，光合作用速率与呼吸速率的比值（$\frac{P}{R}$）随光照强度变化的曲线图，据图回答．

（1）图中表示细叶桉的是曲线A．
（2）当光照强度为a时，B植物叶肉细胞内产生ATP的细胞器有线粒体、叶绿体．光照强度在c点之后，限制B植物P/R值增大的主要外界因素是CO2浓度．
（3）某科研人员研究了细叶桉凋落叶对蛤蒌幼苗的影响，部分研究结果见图乙．研究结果表明：在凋落叶量为30（g/kg土壤）时，主要影响了蛤蒌幼苗光合作用中的光反应速率，依据是光合色素含量减少，C3生成速率无明显变化；在凋落叶含量为90（g/kg土壤）时，由于C3生成速率下降，说明蛤蒌幼苗对CO2（或“C5”）的利用下降．
（4）图丙是研究人员测定的不同土壤含水量条件下蛤蒌叶片的气孔导度（气孔开放程度）和胞间CO2浓度的结果．随着土壤含水量降低，气孔导度降低，胞间CO2并未因光合作用消耗而降低，反而逐渐升高，对此有两种不同观点：观点一认为光合产物的输出变慢，导致细胞内光合产物积累，阻碍了CO2吸收利用；观点二认为水分亏缺导致叶绿体类囊体结构破坏，而且不能恢复．
为验证上述观点，将培养在低土壤含水量条件下的蛤蒌幼苗分为两组，实验组蛤蒌幼苗进行正常供水处理，对照组保持原有状态．若实验组蛤蒌幼苗光合速率不能恢复，则观点二成立．
20．果蔬收获后一般需在低温条件下长途运输或储藏，请回答下列问题：
（1）低温有利于果蔬的保鲜，其主要原理是低温抑制酶的活性，降低细胞呼吸强度，减少有机物消耗
（2）长时间低温，会引起果蔬细胞膜的选择透过性（控制物质进出）功能改变，导致电解质的渗透率增加，出现细胞伤害（冷害）现象．
（3）实验一：某兴趣小组研究甜菜碱（GB）对黄瓜果实低温储藏期间冷害发生的影响，实验结果如下：
冷害发生率（%）储藏天数
035791113
甜菜碱浓度
（mmol•L-1）		0--5.2615.7923.6834.2144.74
5---5.2613.009.4023.68
10----5.0010.0017.50
15----6.6716.0024.40
（注：“-”表示没有发生冷害现象）
①实验时，每组GB浓度都需处理多条黄瓜，目的是排除个体差异对实验结果的干扰．
②据表数据分析：不能（填“能”或“不能”）推测冷害发生率与GB浓度呈负相关；
③表中记录的冷害发生率有一处数据有误，该数据所对应的GB浓度和储藏天数分别为5mmol•L-1、第11天．
（4）实验二：为了进一步探究GB抗冷害的作用机制，在“某浓度”GB作用下，检测细胞内超氧化物阴离子产生速率和超氧化物歧化酶（SOD）的活性变化，结果如图．
①“某浓度”GB最可能采用实验一表格中10mmol•L-1，原因是该浓度下抑制冷害发生的效果最为显著．
②有研究发现冷害的产生是细胞内超氧化物阴离子含量增加所致，依据图中两条曲线的变化推测GB的作用机制可能是：适宜浓度的GB通过提高SOD活性来增强清除超氧化物阴离子的能力．

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