18．我國科學(xué)家屠呦呦因青蒿素的研究榮獲2015年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎．青蒿素是目前世界上最有效的治療瘧疾藥物，為青蒿植株的代謝產(chǎn)物，其化學(xué)本質(zhì)是一種萜類化合物，其生物合成途徑如圖1所示．正常青蒿植株的青蒿素產(chǎn)量很低，難以滿足臨床需求，科學(xué)家為了提高青蒿素產(chǎn)量，將棉花中的FPP合成酶基因?qū)肓饲噍镏仓瓴⒆屍涑晒Ρ磉_(dá)，獲得了高產(chǎn)青蒿植株，過程如圖2所示．

（1）研究人員從棉花基因文庫中獲取FPP合成酶基因后，可以采用PCR技術(shù)對該目的基因進(jìn)行大量擴(kuò)增，該技術(shù)除了需要提供模板和游離的脫氧核苷酸外，還需要提供引物、熱穩(wěn)定的DNA聚合酶等條件．在基因工程中通常選擇細(xì)菌質(zhì)粒作為運(yùn)載體，原因之一是質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞（宿主細(xì)胞）能穩(wěn)定保存并復(fù)制自己（有多個酶切位點(diǎn)/有標(biāo)記基因）；如果某質(zhì)粒由1000個核苷酸組成，核苷酸平均分子量為a，則該質(zhì)粒的質(zhì)量為1000a-18000．
（2）圖2中的①為基因表達(dá)載體（重組質(zhì)粒），形成過程中需要限制酶和DNA連接酶等酶；棉花FPP合成酶基因能夠和質(zhì)粒連接成①的主要原因是切割后具有相同的粘性末端．
（3）若②不能在含有抗生素Kan的培養(yǎng)基上生存，則原因是重組質(zhì)粒沒有導(dǎo)入農(nóng)桿菌．
（4）由題意可知，除了通過提高FPP的含量來提高青蒿素的產(chǎn)量外，還可以通過哪些途徑來提高青蒿素的產(chǎn)量？（試舉一例）抑制SQS基因的表達(dá)（或增強(qiáng)ADS基因的表達(dá)）．

分析 1、PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的原理是DNA雙鏈復(fù)制．過程：第一步：加熱至90～95℃DNA解鏈；第二步：冷卻到55～60℃，引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈；第三步：加熱至70～75℃，熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始互補(bǔ)鏈的合成．
2、基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲��；②基因表達(dá)載體的構(gòu)建；③將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；④目的基因的檢測與鑒定．

解答 解：（1）PCR技術(shù)可在體外快速擴(kuò)增目的基因，PCR的條件：模板（目的基因）、原料（四種脫氧核苷酸）、引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）．在基因工程中通常選擇細(xì)菌質(zhì)粒作為運(yùn)載體，是因為 質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞（宿主細(xì)胞）能穩(wěn)定保存并復(fù)制自己（有多個酶切位點(diǎn)/有標(biāo)記基因）；由于質(zhì)粒為環(huán)狀DNA分子，因此脫氧核苷酸形成DNA分子時需要脫去1000分子的水，因此如果脫氧核苷酸平均分子量為a，則該質(zhì)粒的質(zhì)量為1000a-18000．
（2）圖2中的①為構(gòu)建的基因表達(dá)載體（重組質(zhì)粒），形成過程中需要限制酶切割目的基因和運(yùn)載體，再用DNA連接酶連接．由于切割棉花FPP合酶基因和質(zhì)粒后，具有相同的粘性末端，兩者能夠連接成①基因表達(dá)載體．
（3）重組質(zhì)粒中含有標(biāo)記基因，若②不能在含抗生素Kan的培養(yǎng)基上生長，說明重組質(zhì)粒未導(dǎo)入農(nóng)桿菌．
（4）據(jù)圖分析可知，F(xiàn)PP在ADS基因的表達(dá)的情況下，生成青蒿素，或者抑制SQS基因的表達(dá)，降低FPP生成其他萜類化合物的量．因此要提高青蒿素的產(chǎn)量，可以通過抑制SQS基因的表達(dá)（或增強(qiáng)ADS基因的表達(dá)）這些途徑．
故答案為：
（1）PCR　 引物　 熱穩(wěn)定的DNA聚合酶   質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞（宿主細(xì)胞）能穩(wěn)定保存并復(fù)制自己（有多個酶切位點(diǎn)/有標(biāo)記基因）  1000a-18000
（2）基因表達(dá)載體（重組質(zhì)粒）　 限制酶和DNA連接酶   切割后具有相同的粘性末端
（3）重組質(zhì)粒沒有導(dǎo)入農(nóng)桿菌
（4）抑制SQS基因的表達(dá)（或增強(qiáng)ADS基因的表達(dá)）

點(diǎn)評 本題考查基因工程和植物組織培養(yǎng)等知識，要求考生識記基因工程的原理、操作步驟及應(yīng)用，掌握各操作步驟中的方法及相關(guān)事項；識記植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理、條件及應(yīng)用，能結(jié)合所學(xué)的知識答題，屬于考綱識記層次的考查．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中生物 來源：2015-2016學(xué)年山東省高二10月考理科生物試卷（解析版） 題型：選擇題

基因型為AaBb的個體在進(jìn)行有性生殖時，其基因的自由組合定律應(yīng)作用于哪些步驟

A．① B．② C．①和② D．①、②和③

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科目：高中生物 來源： 題型：選擇題

9．老鼠毛色有黑色和黃色之分，這是一對相對性狀．下面有三組交配組合，請判斷四個親本中是純合子的是（　�。�
交配組合子代表現(xiàn)型及數(shù)目
①甲（黃色）×乙（黑色）8（黑）：9（黃）
②乙（黑色）×丙（黑色）12（黑）：4（黃）
③甲（黃色）×丁（黑色）全為黑色
A．甲和乙B．乙和丙C．丙和丁D．甲和丁

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科目：高中生物 來源： 題型：解答題

6．飼料原料中的磷元素有相當(dāng)一部分存在于植酸中，豬、禽等動物由于缺乏有關(guān)酶，無法有效利用植酸，造成磷源浪費(fèi)，而且植酸隨糞便排除后易造成環(huán)境有機(jī)磷污染．植酸酶能催化植酸水解成肌醇和磷酸，因此成為重要的飼料添加劑之一．請回答下列問題：
（1）磷元素不可能出現(xiàn)在下列哪個/哪些分子或結(jié)構(gòu)中？AD．
A．核糖            B．核膜            C．核糖體          D．腺苷
（2）飼料加工過程溫度較高，要求植酸酶具有較好的高溫穩(wěn)定性．利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)對其進(jìn)行改造時，首先必須了解植酸酶的空間結(jié)構(gòu)，然后改變植酸酶的氨基酸序列，從而得到新的植酸酶．
（3）為從根本上解決水稻中的高植酸問題，可將植酸酶基因?qū)胨荆嘤椭菜徂D(zhuǎn)基因水稻品種．下圖是獲取植酸酶基因的流程，據(jù)圖回答：

①圖中基因組文庫大于（小于/等于/大于）cDNA文庫；
②A、C過程中可以（可以/不可以）使用同一種探針篩選含目的基因的菌株；
③目的基因I和II除從構(gòu)建的文庫中分離外，還可以分別利用圖中哪些分子為模板直接進(jìn)行PCR擴(kuò)增？DNA或cDNA．PCR反應(yīng)包含多次循環(huán)，每次循環(huán)包括三步，即變性→復(fù)性→延伸．
④將植酸酶基因?qū)胨炯?xì)胞最常用的方法是基因槍法．
（4）為了提高豬對飼料中磷的利用率，科學(xué)家將帶有植酸酶基因的重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)入豬的受精卵中．該受精卵培養(yǎng)至一定時期可通過胚胎分割．方法，從而一次得到多個轉(zhuǎn)基因豬個體．

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科目：高中生物 來源： 題型：解答題

13．人體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)是神經(jīng)、體液、免疫共同調(diào)節(jié)的結(jié)果．據(jù)圖回答下列問題

（1）圖甲中的免疫物質(zhì)是指淋巴細(xì)胞或其他細(xì)胞產(chǎn)生的發(fā)揮免疫作用的物質(zhì)，如抗體、淋巴因子、溶菌酶等．
（2）圖乙表示效應(yīng)T細(xì)胞發(fā)揮免疫作用的原理，其中FasL稱為死亡因子，F(xiàn)as稱為死亡因子受體，F(xiàn)as可以在各種細(xì)胞內(nèi)選擇性表達(dá)．當(dāng)HIV病毒進(jìn)入人體感染T細(xì)胞時，在被感染的T 細(xì)胞中Fas基因表達(dá)增強(qiáng)，從而轉(zhuǎn)變?yōu)榘屑?xì)胞，最終使人體喪失全部的特異性免疫．據(jù)圖分析，被感染的T細(xì)胞死亡屬于細(xì)胞凋亡．
（3）圖丙表示突觸的結(jié)構(gòu)．乙酰膽堿受體的離子通道允許Na+通過，當(dāng)前膜釋放的乙酰膽堿作用于突觸后膜受體時，突觸后膜離子移動的情況主要是Na+內(nèi)流，引起突觸后膜興奮．
（4）圖丙中的突觸在傳遞信號時的特點(diǎn)是單向傳遞，原因是只有突觸前膜釋放遞質(zhì)，且只有突觸后膜具有接受遞質(zhì)的受體．

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科目：高中生物 來源： 題型：解答題

3．現(xiàn)有甲、乙兩個煙草品種（2n=48），其基因型分別為aaBB 和AAbb，這兩對基因位于非同源染色體上．兩品種在光照強(qiáng)度大于800Lx 時，都不能生長，這是由于它們中的一對隱性純合基因（aa 或bb）作用的結(jié)果．
取甲、乙兩品種的花粉分別培養(yǎng)成植株，將它們的葉肉細(xì)胞制成原生質(zhì)體，并將兩者相混，使之融合，誘導(dǎo)產(chǎn)生細(xì)胞團(tuán)．然后，放到大于800Lx 光照下培養(yǎng)，結(jié)果有的細(xì)胞團(tuán)不能分化，有的能分化發(fā)育成植株．請完成下列問題：
（1）在細(xì)胞融合技術(shù)中，常用的促融劑是聚乙二醇（PEG）．
（2）兩種細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是再生出新的細(xì)胞壁．
（3）在大于800Lx 光照下培養(yǎng)，有2種細(xì)胞團(tuán)不能分化；能分化的細(xì)胞團(tuán)是由甲乙兩品種的花粉（aB和Ab）的原生質(zhì)體融合來的（這里只考慮兩個原生質(zhì)體的相互融合）．由該細(xì)胞團(tuán)分化發(fā)育成的植株，其染色體條數(shù)是48，基因型是AaBb．該植株自交后代中，在大于800Lx 光照下，能生長的植株中雜合子的概率是$\frac{8}{9}$．

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科目：高中生物 來源： 題型：選擇題

10．具有一對等位基因的雜合子，逐代自交2次，在F2代中雜合子的比例為（　　）
A．$\frac{1}{2}$B．$\frac{3}{4}$C．$\frac{1}{4}$D．$\frac{1}{8}$

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科目：高中生物 來源： 題型：選擇題

5．能促進(jìn)人體產(chǎn)生熱量的激素是（　�。�
A．甲狀腺激素B．性激素C．胰島素D．生長激素

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科目：高中生物 來源： 題型：解答題

5．圖為哺乳動物胚胎分割和性別鑒定示意圖．請據(jù)圖回答：

（1）動物排卵時，該細(xì)胞具有受精能力時為次級卵母細(xì)胞（或卵母細(xì)胞）細(xì)胞．在受精作用過程中，當(dāng)精子頭部接觸到放射冠時會出現(xiàn)頂體反應(yīng)，當(dāng)精子頭部觸卵黃膜時會出現(xiàn)透明帶反應(yīng)，另外阻止多個精子入卵還有一道屏障是卵黃膜封閉作用反應(yīng)．受精卵進(jìn)行卵裂的分裂方式是有絲分裂．
（2）胚胎分割時，一般采用發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚．對胚胎進(jìn)行分割時，要特別注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，否則會影響分割后的胚胎恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育．
（3）①過程分割出的少量胚體細(xì)胞用來做性別鑒定，該技術(shù)常采用的方法是用基因探針進(jìn)行DNA雜交．
（4）通常胚胎干細(xì)胞可以從早期胚胎和原始性腺（寫出兩種方法）中分離得到．
（5）早期胚胎中的胚胎干細(xì)胞，不僅可以被應(yīng)用于哺乳動物胚胎性別鑒定，還可被應(yīng)用治療人類的某些疾�。ㄈ缋夏臧V呆癥、糖尿病等）（或ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化培育出人造組織器官用于器官移植、研究體外細(xì)胞分化等）（舉一例）等領(lǐng)域．

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