题目内容

3．白僵菌可感染农业害虫，常作为防治害虫的菌剂．由于白僵菌对除草剂草丁膦敏感且杀死害虫的能力较弱，科研人员对其进行基因工程改造，流程如下图所示，请回答有关问题：

（1）苏云金芽孢杆菌产生的毒蛋白，能有效杀死害虫．已知该基因的全部序列，科研人员可通过人工合成（或“化学合成”）法和 PCR 技术获得大量毒蛋白基因片段．据图分析，将毒蛋白基因和质粒连接获得重组质粒l的过程需要用到的工具酶是NcoI、BamHI
和DNA连接酶．
（2）重组质粒1和Bar基因（草丁膦抗性基因）各自用XbaI酶处理，得到酶切片段．重组质粒l的酶切片段再用去磷酸化酶处理，使末端游离的磷酸基团脱离，目的是防止重组质粒1酶切片段自身连接（或“相互连接”）．将未用去磷酸化酶处理的Bar 基因与重组质粒 l 连接，获得重组质粒2．获得的重组质粒2是图中的C．

（3）将重组质粒2与感受态的白僵菌菌液混合进行转化，重组质粒2在白僵菌细胞内被修复．一段时间后用含有草丁膦的平板培养基进行筛选，获得含有Bar基因的重组白僵菌．
（4）提取上述重组白僵菌全部 mRNA，加入逆转录酶，获得 cDNA，再加入毒蛋白基因引物进行PCR 反应，根据是否有相应产物生成判断毒蛋白基因在白僵菌体内是否完成转录．
（5）科研人员将重组白僵菌喷涂于植物叶片上，以此饲喂饥饿处理的害虫，记录单位时间内的死亡害虫数，以判断重组白僵菌的杀虫效果．

分析 分析图解：图中首先利用NcoI、BamHI两种限制酶切割目的基因和质粒，然后再用DNA连接酶形成重组质粒，利用两种限制酶可以防止目的基因和质粒自身连接；然后再利用XbaI 酶分别切割重组质粒1和Bar基因，再构建重组质粒2．

解答 解：（1）根据题意可知，已知该基因的全部序列，因此科研人员应通过人工合成（或“化学合成”）法和PCR技术获得大量毒蛋白基因片段．据图分析，将毒蛋白基因和质粒连接获得重组质粒l的过程需要用到的工具酶是NcoI、BamHI和DNA连接酶．
（2）利用同一种限制酶切割质粒和目的基因产生的黏性末端相同，这样容易导致质粒和目的基因自身环化．因此重组质粒1和Bar基因各自用XbaI酶处理，得到酶切片段．重组质粒l的酶切片段再用去磷酸化酶处理，使端游离的磷酸基团脱离，目的是防止重组质粒1酶切片段自身连接（或“相互连接”）．如果Bar基因未用去磷酸化酶处理，则形成的黏性末端两端都存在游离的磷酸集团；而重组质粒1利用了去磷酸化酶处理，两端没有游离的磷酸集团，因此将两者连接，获得重组质粒2，即两端都不能完全连接，如图中的C．
（3）将重组质粒2与用钙离子处理处于感受态的白僵菌菌液混合进行转化，重组质粒2在白僵菌细胞内被修复．一段时间后用含有草丁膦的平板培养基进行筛选，获得含有Bar基因的重组白僵菌．
（4）提取上述重组白僵菌全部mRNA，加入逆转录酶，获得cDNA．由于mRNA是通过转录而来的，合成的cDNA也是特定的DNA，因此再加入毒蛋白基因引物进行PCR反应，用以检测毒蛋白基因是否完成了转录．
（5）科研人员将重组白僵菌喷涂于植物叶片上，以此饲喂饥饿处理的害虫，记录单位时间内的死亡害虫数，以判断重组白僵菌的杀虫效果．
故答案为：
（1）人工合成（或“化学合成”）     Nco I、BamH I和DNA连接酶
（2）重组质粒1酶切片段自身连接（或“相互连接”）    C
（3）草丁膦
（4）逆转录    转录
（5）死亡害虫数

点评 本题考查了基因工程的有关知识，具有一定的综合性和难度，要求考生能够掌握基因表达载体构建的过程；识记基因工程的工具酶，并能够根据图示信息进行解题．

练习册系列答案
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16．下列有关生态系统及其信息的叙述，正确的是（　　）
A．某蜘蛛网的振动对于某蜘蛛来说是化学信息
B．低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡
C．生态系统中的能量流动和信息传递都是单向的
D．负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础
17．建立于19世纪的细胞学说是自然科学史上的一座丰碑，它揭示了（　　）
A．生物体结构的统一性B．植物细胞与动物细胞的区别
C．细胞为什么要产生新细胞D．人类认识细胞的艰难曲折过程
11．图表示人体排尿反射的相关结构（虚线内表示脊髓的部分结构），下列有关说法错误的是（　　）
A．要检测反射弧是否完整和正常，可在⑤处给予适宜的电刺激
B．兴奋在③处神经元之间传递时，信号转换是化学信号→电信号
C．在②处给予适宜的电刺激，大脑皮层不会产生尿意
D．憋尿行为说明了脊髓的排尿中枢受大脑皮层调控
18．研究者为了研究神经元之间兴奋的传递过程，选用枪乌贼的神经组织进行实验，处理及结果见表．请依据表格内容回答相关问题：
实验组号处理微电极刺激突触前神经元测得动作电位/mV室温，0.5ms后测得突触后神经元动作电位/mV
Ⅰ未加河豚毒素（对照）7575
Ⅱ浸润在河豚毒素中5min后6565
Ⅲ10min后5025
Ⅳ15min后400
（1）第Ⅰ组处理说明枪乌贼神经元兴奋时，膜外比膜内电位低（填“高”或“低”）75mV．室温下，微电极刺激突触前神经元测得动作电位0.5ms后，才能测到突触后神经元的动作电位，这被称为“兴奋的延迟”，延迟的原因之一是突触前膜以胞吐的方式释放神经递质，该物质被突触后膜上的特异性受体识别．
（2）已知河豚毒素对于突触后膜识别信息分子的敏感性无影响，从Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组推断，突触后神经元动作电位的降低应该是作用于突触后膜的神经递质数量减少直接引起的，由此可知河豚毒素对神经兴奋的传递起抑制作用．
（3）若利用河豚毒素的生理作用开发药物，可作B、C、D．
A．降糖药     　B．麻醉药     　C．镇痛剂　     D．抗肌肉痉挛剂
（4）研究者利用水母荧光蛋白标记突触前神经元，直接观察到突触前膜先出现钙离子内流，之后引发突触小泡的定向移动．药物BAPTA能迅速结合钙离子，现将该药物注入突触小体内，若突触前神经元的动作电位无改变，神经递质释放量减少，则说明钙离子不影响（填“影响”或“不影响”）突触前神经元产生神经冲动，同时会影响神经元之间兴奋的传递．
8．图为四种植物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ在不同光照强度下光合作用速率的曲线，其中最适合荫蔽条件下生长的植物是（　　）
A．ⅣB．ⅢC．ⅡD．Ⅰ
15．已知2H2O2=2H2O+O2↑，可以通过观察反应过程中O2的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断H2O2分解反应的速度．请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性．要求写出实验步骤，预测实验结果，得出结论，并回答问题．
实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，3.5%FeCL3溶液，0.01%过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管．
（1）实验步骤：
①取3支试管，各加入等量且适量的H2O2溶液放入37℃恒温水浴锅中保温适当时间；．
②分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液；
③观察各管中气泡产生的快慢．
（2）实验结果预测及结论：整个实验中不同处理的试管中O2的释放速度从慢到快依次是加蒸馏水的试管、加FeCl3溶液的试管、加酶溶液的试管．由此可得出的结论是酶具有催化作用和高效性．
（3）如果仅将实验中的恒温水浴改为1000C，重做上述实验，O2释放的速度最快的是加FeCl3溶液的试管，原因是在此温度下，FeCl3催化作用加快，而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性．

如图分别是植物细胞、动物细胞、细菌、蓝藻细胞的模式图，根据图示判断下列说法正确的是

A．①③都能进行光合作用，体现了细胞的统一性

B．不同生物细胞的大小、形态、结构是多种多样的，体现了细胞的多样性

C．四种细胞的遗传物质都是DNA，都有多种细胞器，体现真核细胞和原核细胞的统一性

D．①②③④都有细胞膜、细胞核，体现了细胞的统一性

抗维生素D佝偻病为X染色体显性遗传病，短指为常染色体显性遗传病，红绿色盲为X染色体隐性遗传病，白化病为常染色体隐性遗传病。下列关于这四种遗传病特征的叙述，正确的是

A．短指的发病率男性高于女性

B．红绿色盲女性患者的父亲是该病的患者

C．抗维生素D佝偻病的发病率男性高于女性

D．白化病通常会在一个家系的几代人中连续出现

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