【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(xì)胞染色體數(shù)為18），通過(guò)傳統(tǒng)育種和現(xiàn)代生物技術(shù)可培育高青蒿素含量的植株。請(qǐng)回答問題：

（1）假設(shè)野生型青蒿白青稈（A）對(duì)紫紅稈（a）為顯性，稀裂葉（B）對(duì)分裂葉（b）為顯性，兩對(duì)性狀獨(dú)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(xì)胞會(huì)導(dǎo)致染色體不分離，從而獲得四倍體細(xì)胞并發(fā)育成植株。四倍體青蒿植株體細(xì)胞中，染色體數(shù)最多為_______條。

（3）從青蒿中分離了cyp基因（下圖為基因結(jié)構(gòu)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(zhì)的編碼；K、M區(qū)段為編碼區(qū)中的內(nèi)含子，不參與蛋白質(zhì)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(bǔ)鏈中（G+T）：（A+C）=__________。

②該基因經(jīng)改造能在大腸桿菌中表達(dá)。將該基因?qū)�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(gè)堿基對(duì)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(duì)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(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生的識(shí)記、識(shí)圖能力和判斷能力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問題的能力。由題意知，野生型青蒿白青稈（A）對(duì)紫紅稈（a）為顯性，稀裂葉（B）對(duì)分裂葉（b）為顯性，兩對(duì)性狀獨(dú)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(shí)遵循分離定律，因此可以將自由組合問題轉(zhuǎn)化成若干個(gè)分離定律問題進(jìn)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(duì)、G與C配對(duì)的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，配對(duì)的堿基相等；低溫誘導(dǎo)多倍體形成的原理是低溫抑制紡錘體的形成，抑制細(xì)胞正常的分裂而使細(xì)胞內(nèi)的染色體加倍。

（1）在野生型青蒿的稈色和葉型這兩對(duì)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(duì)性狀的基因是獨(dú)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(duì)基因自由組合，可分解成1/2與3/4，所以一對(duì)基因是測(cè)交，一對(duì)基因是雜合子自交，即親本可能是AaBb×aaBb或AaBb×Aabb。當(dāng)親本為AaBb×aaBb時(shí)，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(dāng)親本為AaBb×AaBb時(shí)，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(jù)題意可知，二倍體野生型青蒿的體細(xì)胞染色體數(shù)為18，經(jīng)秋水仙素處理后，變?yōu)樗谋扼w，染色體數(shù)為36。四倍體青蒿植株體細(xì)胞中，染色體數(shù)最多時(shí)為有絲分裂后期，此時(shí)染色體數(shù)目加倍，為72條。

（3）①根據(jù)DNA的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，（G+T）：（A+C）在在兩條單鏈中是互為倒數(shù)的，所以若該基因一條單鏈中（G+T）：（A+C）=2/3，則其互補(bǔ)鏈中（G+T）：（A+C）=3/2。②該基因經(jīng)改造能在大腸桿菌中表達(dá)。將該基因?qū)�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(zhì)，該基因控制合成的CYP酶的第50位由外顯子的第150、151、152對(duì)脫氧核苷酸（3×50=150，基因中模板鏈中每3個(gè)連續(xù)脫氧核苷酸決定一個(gè)氨基酸）決定，因此該基因突變發(fā)生在L區(qū)段內(nèi)（81+78=159）。該變異類型為基因突變。

【題型】非選擇題
【結(jié)束】
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（1）圖1中，A過(guò)程需要用__________酶，D過(guò)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(guò)人工合成，獲得__________， 并用其構(gòu)建基因文庫(kù)。

（2）從圖1構(gòu)建的基因文庫(kù)中獲取的目的基因，一般還需進(jìn)行人工改造后才能用于基因表達(dá)載體的構(gòu)建，改造內(nèi)容除了在基因兩端添加限制酶的識(shí)別序列外，還需添加__________，以便其隨載體導(dǎo)入到受體細(xì)胞后，能正常調(diào)控表達(dá)過(guò)程。

（3）上圖2為改造后的目的基因。圖3為兩種質(zhì)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(lán)色顯色基因，其表達(dá)產(chǎn)物可使底物X-Gal呈藍(lán)色。EcoRⅠ（0.7Kb）、NotⅠ（1.2Kb）等為限制酶及其切割位點(diǎn)與復(fù)制原點(diǎn)之間的距離（1kb=1000個(gè)堿基對(duì)）。

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

②若用EcoRⅠ完全酶切上述①中獲得的重組質(zhì)粒，并進(jìn)行電泳觀察，可出現(xiàn)四種長(zhǎng)度不同的片段，其長(zhǎng)度分別為1.7kb、5.3kb、__________。

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

（2）根據(jù)對(duì)光呼吸機(jī)理的研究，科研人員利用基因編輯手段設(shè)計(jì)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(chǎn)生CO2的能力）。同時(shí)，利用RNA干擾技術(shù)，降低葉綠體膜上乙醇酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)量，進(jìn)而降低________，從而影響光呼吸。檢測(cè)三種不同類型植株的光合速率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。據(jù)此回答：

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

②當(dāng)胞間CO2濃度較高時(shí)，三種類型植株光合速率的大小關(guān)系為________。分析其原因是________。

（3）基于上述研究，請(qǐng)你提出一個(gè)可以進(jìn)一步深入研究的問題：________。

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

(2)DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)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(chǎn)物得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌，結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌。首先用含有_____培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，上述大腸桿菌細(xì)胞中，_____不能在培養(yǎng)基生存，但是含有______的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原因是_______________。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)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(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的產(chǎn)出是另一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的投入，使得系統(tǒng)中的物質(zhì)能夠___________，有效的防止環(huán)境污染，同時(shí)也能夠提高能量的______________________，獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。

(2)將蘑菇房與蔬菜大棚相連，可提高蔬菜產(chǎn)量，試分析其增產(chǎn)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(lái)源有雜草和害蟲，則鴨糞中含有___________用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量。

(4)生態(tài)農(nóng)業(yè)可以改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，體現(xiàn)了生物多樣性的_________________價(jià)值。

(1)正常人體內(nèi)環(huán)境的各種成分和理化性質(zhì)都處于動(dòng)態(tài)平衡中，理化性質(zhì)主要包括________。

(2)人在饑餓時(shí)，受下丘腦發(fā)出的神經(jīng)的調(diào)節(jié)，__________活動(dòng)加強(qiáng)，分泌的___激素增多，可維持血糖濃度的穩(wěn)定，該過(guò)程屬于______調(diào)節(jié)。

(3)當(dāng)人進(jìn)食時(shí)，消化道內(nèi)的胃酸等殺菌物質(zhì)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(xì)胞時(shí)，能特異性識(shí)別并密切接觸靶細(xì)胞的是_______，最終使靶細(xì)胞裂解死亡，這種細(xì)胞的死亡屬于___________。

(1)14CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞后在葉綠體_______被轉(zhuǎn)化為糖類，此過(guò)程14C的轉(zhuǎn)移途徑為________。光合產(chǎn)物從葉片輸出到其他器官，該過(guò)程_______(選填“需要”、“不需要”)消耗呼吸作用產(chǎn)生的能量。

(2)本實(shí)驗(yàn)的自變量有_____________。

(3)由圖示實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出的結(jié)論有：

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

②_____________________；

③遮光70%對(duì)不同發(fā)育期植株中光合產(chǎn)物在兩類器官間分配的影響不大。

A.2h時(shí)，細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)A溶液的濃度相同

B.0～1h內(nèi)細(xì)胞液的滲透壓小于物質(zhì)A溶液的滲透壓

C.4h后，植物細(xì)胞中的含水量可能超過(guò)實(shí)驗(yàn)處理前

D.2～3h內(nèi)，細(xì)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(jīng)____________過(guò)程獲得cDNA�；�因工程的核心步驟是_________。

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

(3)原核細(xì)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(zhuǎn)基因植物時(shí)，要求轉(zhuǎn)基因植物與傳統(tǒng)作物之間應(yīng)該間隔足夠遠(yuǎn)的距離，以免___________________ 。

（1）此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用 80℃水浴代替_____加熱法熔化海藻酸鈉，其優(yōu)點(diǎn)是能準(zhǔn)確控制溫度，融化過(guò)程不會(huì)出現(xiàn)焦糊且融化時(shí)間短。熔化的海藻酸鈉加入黑曲霉孢子懸浮液前一定要進(jìn)行_____處理，海藻酸鈉的最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)需控制在 3%，原因是______________。

（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)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(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)。

（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(duì)游離孢子和固定化凝膠珠中 β-葡萄糖苷酶活性影響的結(jié)果如圖所示，由圖可知：研究 pH 和溫度對(duì)葡萄糖苷酶活性影響時(shí)，溫度和 pH 應(yīng)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(huì)_________，熱穩(wěn)定性會(huì) __________。

轉(zhuǎn)化率=豆苷含量- 反應(yīng)后大豆苷含量/反應(yīng)前大豆苷含量×100

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

(2)長(zhǎng)期保存菌種時(shí)，應(yīng)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(jīng)接種過(guò)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(xué)用稀釋涂布平板法測(cè)定某種微生物的數(shù)量，在同一稀釋倍數(shù)下每隔一段時(shí)間記錄數(shù)據(jù)（統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)微生物總數(shù)在增長(zhǎng)過(guò)程中），得到以下結(jié)果：

計(jì)數(shù)時(shí)最好取72小時(shí)記錄的菌落數(shù)作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，原因是①__________________；

②_____________。

(4)發(fā)酵工程常常需要對(duì)某些微生物進(jìn)行固定，最常用的方法是_____________法。某真菌產(chǎn)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。