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【題目】青蒿素是治療瘧疾的重要藥物，利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍體，體細胞染色體數為18），通過傳統(tǒng)育種和現代生物技術可培育高青蒿素含量的植株。請回答問題：

（1）假設野生型青蒿白青稈（A）對紫紅稈（a）為顯性，稀裂葉（B）對分裂葉（b）為顯性，兩對性狀獨立遺傳，則野生型青蒿最多有__________種基因型；若F1代中白青稈、稀裂葉植株所占比例為3/8，則其雜交親本的基因型組合為AaBb與__________；F1代白青稈、分裂葉植株中，純合子所占比例為_________。

（2）四倍體青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，低溫處理野生型青蒿正在有絲分裂的細胞會導致染色體不分離，從而獲得四倍體細胞并發(fā)育成植株。四倍體青蒿植株體細胞中，染色體數最多為_______條。

（3）從青蒿中分離了cyp基因（下圖為基因結構示意圖，其中J、L、N區(qū)段為編碼區(qū)中的外顯子，參與蛋白質的編碼；K、M區(qū)段為編碼區(qū)中的內含子，不參與蛋白質的編碼），其編碼的CYP酶參與青蒿素合成。

①若該基因一條單鏈中（G+T）：（A+C）=2/3 ，則其互補鏈中（G+T）：（A+C）=__________。

②該基因經改造能在大腸桿菌中表達。將該基因導入大腸桿菌前，通常用__________處理大腸桿菌，使其成為感受態(tài)。

③若cyp基因的一個堿基對被替換，使CYP酶的第50位氨基酸由谷氨酸變?yōu)槔i氨酸，則該基因堿基對被替換的區(qū)段是__________（填字母），該變異類型為__________。

【答案】 9 aaBb或 Aabb 0或1/3 72 2/3 Ca2+ L 基因突變

【解析】試題分析：本題考查基因自由組合定律、基因突變、染色體變異和DNA分子結構的相關知識，意在考查學生的識記、識圖能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題的能力。由題意知，野生型青蒿白青稈（A）對紫紅稈（a）為顯性，稀裂葉（B）對分裂葉（b）為顯性，兩對性狀獨立遺傳，因此遵循基因的自由組合定律；由于自由組合定律同時遵循分離定律，因此可以將自由組合問題轉化成若干個分離定律問題進行解答；DNA是由兩條鏈組成的，兩條鏈上的堿基遵循A與T配對、G與C配對的堿基互補配對原則，配對的堿基相等；低溫誘導多倍體形成的原理是低溫抑制紡錘體的形成，抑制細胞正常的分裂而使細胞內的染色體加倍。

（1）在野生型青蒿的稈色和葉型這兩對性狀中，控制各自性狀的基因型各有3種（AA、Aa和aa及BB、Bb和bb），由于控制這兩對性狀的基因是獨立遺傳的，基因間可自由組合，故基因型共有3×3=9種。F1中白青稈、稀裂葉植株占3/8，即P（A_B_）=3/8，由于兩對基因自由組合，可分解成1/2與3/4，所以一對基因是測交，一對基因是雜合子自交，即親本可能是AaBb×aaBb或AaBb×Aabb。當親本為AaBb×aaBb時，F1中白青稈、分裂葉的基因型為Aabb，全為雜合子，即純合子的概率為0；當親本為AaBb×AaBb時，其后代白青稈、分裂葉的基因型及比例為Aabb：AAbb=2:1，因此純合子占1/3。

（2）據題意可知，二倍體野生型青蒿的體細胞染色體數為18，經秋水仙素處理后，變?yōu)樗谋扼w，染色體數為36。四倍體青蒿植株體細胞中，染色體數最多時為有絲分裂后期，此時染色體數目加倍，為72條。

（3）①根據DNA的堿基互補配對原則，（G+T）：（A+C）在在兩條單鏈中是互為倒數的，所以若該基因一條單鏈中（G+T）：（A+C）=2/3，則其互補鏈中（G+T）：（A+C）=3/2。②該基因經改造能在大腸桿菌中表達。將該基因導入大腸桿菌前，通常用Ca2+處理大腸桿菌，使其成為感受態(tài)。③cyp基因中只有編碼區(qū)的外顯子區(qū)段能編碼蛋白質，該基因控制合成的CYP酶的第50位由外顯子的第150、151、152對脫氧核苷酸（3×50=150，基因中模板鏈中每3個連續(xù)脫氧核苷酸決定一個氨基酸）決定，因此該基因突變發(fā)生在L區(qū)段內（81+78=159）。該變異類型為基因突變。

【題型】非選擇題
【結束】
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（1）圖1中，A過程需要用__________酶，D過程需要回收__________（填“未雜交”或“雜交分子”）的含32P的cDNA單鏈，繼而通過人工合成，獲得__________， 并用其構建基因文庫。

（2）從圖1構建的基因文庫中獲取的目的基因，一般還需進行人工改造后才能用于基因表達載體的構建，改造內容除了在基因兩端添加限制酶的識別序列外，還需添加__________，以便其隨載體導入到受體細胞后，能正常調控表達過程。

（3）上圖2為改造后的目的基因。圖3為兩種質粒，其中Ampr為氨芐青霉素抗性基因，Tetr為四環(huán)素抗性基因，lacZ為藍色顯色基因，其表達產物可使底物X-Gal呈藍色。EcoRⅠ（0.7Kb）、NotⅠ（1.2Kb）等為限制酶及其切割位點與復制原點之間的距離（1kb=1000個堿基對）。

①圖3中能作為載體的最理想的質粒是__________（填“X”或“Y”），用選定的質粒與圖2的目的基因構建基因表達載體時，應選用的限制酶是__________。為篩選出成功導入目的基因的受體細胞，培養(yǎng)基中應適量添加__________。

②若用EcoRⅠ完全酶切上述①中獲得的重組質粒，并進行電泳觀察，可出現四種長度不同的片段，其長度分別為1.7kb、5.3kb、__________。

（1）在植物的葉肉細胞中存在著圖1所示的代謝過程：在光照條件下，CO2被固定成C3之后，利用光反應產生的________將其還原。研究發(fā)現，RuBP羧化加氧酶還可催化C5與O2反應產生乙醇酸，乙醇酸中75%的碳又重新生成CO2和C3的光呼吸過程。該過程________（降低了/促進了/不影響）光合作用效率，同時使細胞內O2 /CO2的比值________，有利于生物適應高氧低碳的環(huán)境。

（2）根據對光呼吸機理的研究，科研人員利用基因編輯手段設計了只在葉綠體中完成的光呼吸替代途徑AP（依然具有降解乙醇酸產生CO2的能力）。同時，利用RNA干擾技術，降低葉綠體膜上乙醇酸轉運蛋白的表達量，進而降低________，從而影響光呼吸。檢測三種不同類型植株的光合速率，實驗結果如圖2所示。據此回答：

①當胞間CO2濃度較低時，野生型植株與替代途徑植株的光合速率相比________。

②當胞間CO2濃度較高時，三種類型植株光合速率的大小關系為________。分析其原因是________。

（3）基于上述研究，請你提出一個可以進一步深入研究的問題：________。

(1)經Sau3A I酶切割得到的目的基因可以與上述表達載體被____酶切后的產物連接，理由是_____________。

(2)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是_____。用DNA連接酶處理限制酶切產物得到的混合物直接轉化大腸桿菌，結果大腸桿菌有的未被轉化，有的被轉化。被轉化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質粒載體、含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌。首先用含有_____培養(yǎng)基進行篩選，上述大腸桿菌細胞中，_____不能在培養(yǎng)基生存，但是含有______的細胞也是不能區(qū)分的，其原因是_______________。在上述篩選的基礎上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有_____________的固體培養(yǎng)基。

(1)系統(tǒng)中一個生產環(huán)節(jié)的產出是另一個生產環(huán)節(jié)的投入，使得系統(tǒng)中的物質能夠___________，有效的防止環(huán)境污染，同時也能夠提高能量的______________________，獲得較大的經濟效益。

(2)將蘑菇房與蔬菜大棚相連，可提高蔬菜產量，試分析其增產的原因：___________。

(3)該生態(tài)系統(tǒng)利用昆蟲的性外激素防治蟲害，這種防治方法稱為____________________。鴨的食物來源有雜草和害蟲，則鴨糞中含有___________用于生長、發(fā)育和繁殖的能量。

(4)生態(tài)農業(yè)可以改善當地的生態(tài)環(huán)境，體現了生物多樣性的_________________價值。

(1)正常人體內環(huán)境的各種成分和理化性質都處于動態(tài)平衡中，理化性質主要包括________。

(2)人在饑餓時，受下丘腦發(fā)出的神經的調節(jié)，__________活動加強，分泌的___激素增多，可維持血糖濃度的穩(wěn)定，該過程屬于______調節(jié)。

(3)當人進食時，消化道內的胃酸等殺菌物質可以消滅混在食物中的絕大部分病原體，胃酸殺菌屬于人體的第____道防線。若病原體侵入人體細胞時，能特異性識別并密切接觸靶細胞的是_______，最終使靶細胞裂解死亡，這種細胞的死亡屬于___________。

(1)14CO2進入葉肉細胞后在葉綠體_______被轉化為糖類，此過程14C的轉移途徑為________。光合產物從葉片輸出到其他器官，該過程_______(選填“需要”、“不需要”)消耗呼吸作用產生的能量。

(2)本實驗的自變量有_____________。

(3)由圖示實驗結果可以得出的結論有：

①生殖器官發(fā)育早期，光合產物大部分被分配到_____________；

②_____________________；

③遮光70%對不同發(fā)育期植株中光合產物在兩類器官間分配的影響不大。

A.2h時，細胞內外物質A溶液的濃度相同

B.0～1h內細胞液的滲透壓小于物質A溶液的滲透壓

C.4h后，植物細胞中的含水量可能超過實驗處理前

D.2～3h內，細胞吸水能力逐漸減弱

(l)為獲取抗旱基因，可以先從植物甲中提取該基因mRNA，然后經____________過程獲得cDNA�；�因工程的核心步驟是_________。

(2)使用PCR技術擴增抗旱基因時，可選擇圖中A、B、C、D四種單鏈DNA片段中的___________作為引物，此過程還需要___________酶，但不需要解旋酶，而是利用___________使DNA解旋。

(3)原核細胞中的限制酶可切割外源DNA，但不破壞自身DNA，其原因可能是①______________；②________________。

(4)在大田里栽培轉基因植物時，要求轉基因植物與傳統(tǒng)作物之間應該間隔足夠遠的距離，以免___________________ 。

（1）此實驗過程中采用 80℃水浴代替_____加熱法熔化海藻酸鈉，其優(yōu)點是能準確控制溫度，融化過程不會出現焦糊且融化時間短。熔化的海藻酸鈉加入黑曲霉孢子懸浮液前一定要進行_____處理，海藻酸鈉的最終質量分數需控制在 3%，原因是______________。

（2）實驗過程中，初形成的凝膠珠放在_____溶液中靜置 30min，目的是形成穩(wěn)定的網狀凝膠結構。

（3）β-葡萄糖苷酶能催化大豆苷水解為大豆苷元，pH 和溫度對游離孢子和固定化凝膠珠中 β-葡萄糖苷酶活性影響的結果如圖所示，由圖可知：研究 pH 和溫度對葡萄糖苷酶活性影響時，溫度和 pH 應分別控制為_____、_________；與游離孢子相比，固定化凝膠珠中 β-葡萄糖苷酶的 pH 適宜范圍會_________，熱穩(wěn)定性會 __________。

轉化率=豆苷含量- 反應后大豆苷含量/反應前大豆苷含量×100

(1)若要將微生物采用平板劃線法進行分離操作，正確的是圖_________，其正確操作過程中，劃線工具至少要灼燒_________次。

(2)長期保存菌種時，應將培養(yǎng)的菌液與___________充分混勻后，放在-20℃的冷凍箱保存，丟棄已經接種過微生物的培養(yǎng)基前，往往需要先行滅菌，以免____________________。

(3)A、B兩組同學用稀釋涂布平板法測定某種微生物的數量，在同一稀釋倍數下每隔一段時間記錄數據（統(tǒng)計時間內微生物總數在增長過程中），得到以下結果：

計數時最好取72小時記錄的菌落數作為實驗結果，原因是①__________________；

②_____________。

(4)發(fā)酵工程常常需要對某些微生物進行固定，最常用的方法是_____________法。某真菌產生的油脂不易揮發(fā)，可選用_____________(填“萃取法”或“水蒸氣蒸餾法”)從菌體中提取。