(七)回答下列有關微生物和基因工程問題.
I大腸桿菌的培養(yǎng)基配方如下:
瓊脂 蛋白胨 乳糖 蔗糖 K2HPO4 伊紅 美藍 蒸餾水 pH
15g 10g 5g 5g 2g 0.4g 0.065g 1000mL 7.2
(1)從培養(yǎng)基配方可以確定大腸桿菌的營養(yǎng)類型是
 
;從培養(yǎng)基功能可以確定其類型是
 
培養(yǎng)基.
II.大腸桿菌pUC118質(zhì)粒的某限制酶唯一酶切序列,位于該質(zhì)粒的lacZ基因中.lacZ基因中如果沒有插入外源基因,便可表達出β-半乳糖苷酶.當培養(yǎng)基中含有A物質(zhì)時,A物質(zhì)便會被β-半乳糖苷酶水解成藍色,大腸桿菌將形成藍色菌落;如果lacZ基因中插入了外源基因,帶有pUC118質(zhì)粒的大腸桿菌便不能表達β-半乳糖苷酶,培養(yǎng)基中的A物質(zhì)不會被水解成藍色,大腸桿菌將形成白色菌落.pUC118質(zhì)粒還攜帶了氨芐青霉素抗性基因.如圖是利用lacZ基因篩選重組質(zhì)粒示意圖.
(2)細菌結(jié)構(gòu)中質(zhì)粒被選為基因運載體的理由是
 
(可多選).
A.能復制    B.有限制酶切點   C.具有標記基因D.它是環(huán)狀DNA
(3)圖中獲取人體基因時所用到的酶是
 
,這類酶的專一性很強,其作用特點是
 
;試管Ⅰ中必需加入的酶是
 

(4)作為受體大腸桿菌應不含氨芐青霉素抗性基因,原因是
 

(5)圖中的培養(yǎng)基中除含有大腸桿菌必需的葡萄糖、氮源、無機鹽、水、生長因子等營養(yǎng)物質(zhì)外,還應加入
 
等物質(zhì),用以篩選導入了重組質(zhì)粒的受體大腸桿菌.
(6)將上述處理后的大腸桿菌置于圖中培養(yǎng)基上培養(yǎng),以檢測受體大腸桿菌是否導入重組質(zhì)粒,請預測菌落的顏色,并分析結(jié)果:
 

 
考點:基因工程的應用
專題:
分析:分析題圖:題圖表示利用lacZ基因篩選重組質(zhì)粒的過程,其中試管Ⅰ中進行的是基因表達載體的構(gòu)建過程,試管Ⅱ是將目的基因?qū)胧荏w細胞的過程;培養(yǎng)基用于用于篩選含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌;試管Ⅲ表示擴大培養(yǎng)重組菌.
分析表格:培養(yǎng)基中含有乳糖、蔗糖等有機碳源,說明大腸桿菌自身不能合成有機物,所以其營養(yǎng)類型是異養(yǎng)型;培養(yǎng)基中含有伊紅和美藍,說明該培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基.
解答: 解:(1)培養(yǎng)基中含有乳糖、蔗糖等有機碳源,說明大腸桿菌的營養(yǎng)類型是異養(yǎng)型;培養(yǎng)基中含有伊紅和美藍,說明該培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基.
(2)作為運載體必須具備的條件:①要具有限制酶的切割位點;②要有標記基因(如抗性基因),以便于重組后重組子的篩選;③能在宿主細胞中穩(wěn)定存在并復制;④是安全的,對受體細胞無害,而且要易從供體細胞分離出來.故選:ABC.
(3)獲取目的基因需要限制酶,限制酶能識別雙鏈DNA分子的某種特定脫氧核苷酸序列,并能切斷其中特定部位的兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵.試管Ⅰ中進行的是基因表達載體的構(gòu)建過程,還需要DNA連接酶將目的基因和質(zhì)粒連接形成重組質(zhì)粒.
(4)PUC118質(zhì)粒攜帶了氨芐青霉素抗性基因(標記基因),受體大腸桿菌應不含氨芐青霉素抗性基因,這樣才能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上篩選出導入重組質(zhì)粒的受體大腸桿菌.
(5)由第(4)問可知,培養(yǎng)基中還需加入氨芐青霉素以篩選已導入重組質(zhì)粒的受體大腸桿菌.
(6)lacZ基因中如果沒有插入外源基因,便可表達出β-半乳糖苷酶.當培養(yǎng)基中含有A物質(zhì)時,A物質(zhì)便會被β-半乳糖苷酶水解成藍色,大腸桿菌將形成藍色菌落;如果lacZ基因中插入了外源基因,帶有pUC118質(zhì)粒的大腸桿菌便不能表達β-半乳糖苷酶,培養(yǎng)基中的A物質(zhì)不會被水解成藍色,大腸桿菌將形成白色菌落.如果長出藍色菌落,說明自連的運載體PUC118質(zhì)粒已轉(zhuǎn)入受體菌,但目的基因沒有接入運載體或說明重組質(zhì)粒沒導入受體大腸桿菌;如果長出白色菌落,說明重組質(zhì)料已導入受體大腸桿菌.
故答案:(1)異養(yǎng)型   選擇   
(2)A、B、C (2分)
(3)限制性核酸內(nèi)切酶     能識別雙鏈DNA分子的某種特定脫氧核苷酸序列,并能切斷其中特定部位的兩個脫氧核苷酸之間的鍵         DNA連接酶
(4)便于篩選已導入重組質(zhì)粒的受體大腸桿菌
(5)氨芐青霉素
(6)①如果長出藍色菌落,說明運載體pUC118質(zhì)粒已轉(zhuǎn)入受體菌,但目的基因沒有接入運載體(或說明重組質(zhì)粒沒導入受體大腸桿菌)
②如果長出白色菌落,說明重組質(zhì)粒已導入受體大腸桿菌
點評:本題考查微生物的實驗室培養(yǎng)、基因工程的相關知識,意在考查考生分析圖表的能力和識記能力;理解知識要點,把握知識間內(nèi)在聯(lián)系的能力;能運用所學知識與觀點,通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理,做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論.
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石油污染會造成采些生物的大量死亡或大量增加,引起生態(tài)系統(tǒng)的變化.運用生物修復技術可對石油污染進行治理,需要在污染地接種經(jīng)改造的髙效微生物來提高生物降解污染物的速率.圖1表示改造降解石油成分菌株S25A1的方法.圖2為培養(yǎng)基中不同N,P比對石油降解率的影響.請回答:

(1)被污染區(qū)域采集到的S25A1菌能降解石油,該菌的代謝類型為
 
屬于生態(tài)系統(tǒng)成分中的
 

(2)研究人員用基因工程的方法增強S25A1菌株的降解能力,圖中載體的化學本質(zhì)為
 
,除標出的抗性基因外,還應具有
 
 
的起點
(3)實驗中接種I的常用方法有
 
 
,將其接種在同體培養(yǎng)基中,該培養(yǎng)基中除了必要的營養(yǎng)物質(zhì)外,還需要添加
 
,才能篩選出降解能力更強的菌株.
(4)在接種2中,需要用
 
方法對接種環(huán)滅菌處理.
(5)從圖中可以看出
 
元素含量較高時,石油能被迅速降解.該元素在菌體細胞內(nèi)可參與
 
、
 
等細胞結(jié)構(gòu)的物質(zhì)組成.

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某基因(14N)含有3000個堿基,腺嘌呤占35%.若該DNA分子用15N同位素標記過的游離脫氧核苷酸為原料復制3次,再將全部復制產(chǎn)物置于試管內(nèi)離心,進行密度分層,得到結(jié)果如圖1;然后加入解旋酶再離心,得到結(jié)果如圖2.則下列有關分析完全正確的是( 。
①X層全部是14N的基因
②W層中含15N標記胞嘧啶3150個
③W層與Z層的核苷酸數(shù)之比為1:4
④X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的
1
3
倍.
A、①B、①③C、②④D、②③④

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圖1是H2O2酶活性受pH影響的曲線,圖2表示在最適溫度下,pH=b時H2O2分解產(chǎn)生的O2量隨時間的變化.下列關于該酶促反應的敘述,正確的是( 。
A、溫度降低時,e點不移,d點右移
B、H2O2量增加時,e點不移,d點左移
C、pH=c,e點為0
D、pH=a,e點下移,d點左移

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如圖表示下丘腦神經(jīng)細胞、垂體細胞、甲狀腺細胞及它們分泌的激素之間的關系,研究表明物質(zhì)乙是一種糖蛋白.請回答下列問題.

(1)圖中的下丘腦神經(jīng)細胞除具有神經(jīng)細胞的功能外,還具有
 
的功能.
(2)物質(zhì)乙與甲狀腺細胞的細胞膜表面的
 
結(jié)合,反映出細胞膜能進行細胞間的
 

(3如果用物質(zhì)乙飼喂正常動物,則物質(zhì)丙的分泌量
 
,原因是
 

(4)長期缺碘,成年人會表現(xiàn)出喜熱、畏寒等體溫偏低現(xiàn)象,說明甲狀腺激素的相關作用是
 
.通常,食用碘鹽可以預防碘缺乏癥.

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轉(zhuǎn)基因生物可用于生產(chǎn)人類所需要的藥用蛋白,如激素、抗體、疫苗、酶等.下圖是通過生物工程培育能產(chǎn)生人胰島素煙草的過程.請據(jù)圖回答:

(1)基因工程的核心步驟是
 
.(填字母)此過程所需的工具酶是
 

(2)構(gòu)建的重組質(zhì)粒中,除含有外源基因、標記基因外,還必須含有
 
 

(3)在培育能產(chǎn)生人胰島素煙草的
 
(填字母)過程中,需要植物組織培養(yǎng)技術.
(4)B過程中,常用
 
處理使細菌成為感受態(tài)細胞,從而利于重組質(zhì)粒的導入.
(5)如果從分子水平檢測人胰島素基因是否表達成功,可以采用
 
方法.

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重疊延伸PCR技術是一種通過寡聚核苷酸鏈之間重疊的部分互相搭橋、互為模板,通過多次PCR擴增,從而獲得目的基因的方法.該技術在擴增較長片段的DNA、不同來源的DNA片段拼接、基因的定點誘變等方面具有廣泛的應用前景.如圖是利用重疊延伸PCR技術擴增某目的基因的過程.其主要沒計思路是用具有互補配對片段的引物(圖中引物2、引物3),分別PCR,獲得有重疊鏈的兩種 DNA片段,再在隨后的擴增反應中通過重疊鏈的延伸獲得目的基因.結(jié)合所學知識,分析下列問題.

(1)引物中G+C的含量影響著引物與模板  DNA結(jié)合的穩(wěn)定性,引物中G+C的含量越高,結(jié)合穩(wěn)定性
 

(2)在第一階段獲得兩種具有重疊片段DNA 的過程中,必須將引物l、2和引物3、4  置于不同反應系統(tǒng)中,這是因為
 

(3)引物l、引物2組成的反應系統(tǒng)和引物3、引物4組成的反應系統(tǒng)中均進行一次復制,共產(chǎn)生
 
種雙鏈DNA分子.
(4)在引物1、引物2組成的反應系統(tǒng)中,經(jīng)第一階段形成圖示雙鏈DNA至少要經(jīng)過
 
次復制.
(5)若利用微生物擴增該目的基因,其基本步驟包括:
 
 
、微生物的篩選和培養(yǎng)、從菌群中獲取目的基因.

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草甘膦是一種廣泛應用的除草劑,能不加選擇地殺死各種雜草和農(nóng)作物.將抗草甘膦基因轉(zhuǎn)入油菜中,使油菜能抗草甘膦.在轉(zhuǎn)基因油菜種植多年后,調(diào)查發(fā)現(xiàn)在公路邊的野生油菜有80%含有抗草甘膦基因.下列敘述正確的是( 。
A、野生油菜體內(nèi)的抗草甘膦基因主要源自轉(zhuǎn)基因油菜的花粉
B、80%的野生油菜體內(nèi)出現(xiàn)抗草甘膦基因是自然選擇的結(jié)果
C、含抗草甘膦基因的野生油菜是經(jīng)自然選擇進化出的新物種
D、大量使用單一除草劑可以減輕環(huán)境污染,提高物種多樣性

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遺傳病嚴重威脅人類健康,請回答下列有關遺傳病調(diào)查的問題.
(1)為了解某遺傳病的遺傳方式及發(fā)病率,某班同學在全校學生及其家庭中開展調(diào)查,應選擇的遺傳病是
 
(原發(fā)性高血壓/高度近視).全班同學分為若干個小組進行調(diào)查.調(diào)查結(jié)束后如何處理調(diào)查結(jié)果?
 

(2)馬爾芬氏綜合征是一種單基因遺傳病,某小組同學對某女性及其家庭成員的調(diào)查結(jié)果如下表,根據(jù)表中信息在方框中繪制該家庭遺傳系譜圖.
祖父 祖母 外祖父 外祖母 父親 母親 姐姐 弟弟 某女
正常 患者 患者 正常 患者 患者 正常 正常 患者
通過遺傳系譜圖分析可知,馬爾芬氏綜合征的遺傳方式是
 

(3)人的眼皮有雙眼皮和單眼皮兩種,是受常染色體上一對基因(A、a)控制的.有人對某一社區(qū)的家庭進行了調(diào)查,部分結(jié)果如下表.
雙親性狀 家庭數(shù)目 雙眼皮男孩 雙眼皮女孩 單眼皮男孩 單眼皮女孩
雙眼皮×雙眼皮 205 92 83 13 17
從上述數(shù)據(jù)看,子代性狀沒有呈現(xiàn)典型的孟德爾分離比(3:1),其原因是
 

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