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    18．我国科学家屠呦呦因青蒿素的研究荣获2015年诺贝尔生理学和医学奖．青蒿素是目前世界上最有效的治疗疟疾药物，为青蒿植株的代谢产物，其化学本质是一种萜类化合物，其生物合成途径如图1所示．正常青蒿植株的青蒿素产量很低，难以满足临床需求，科学家为了提高青蒿素产量，将棉花中的FPP合成酶基因导入了青蒿植株并让其成功表达，获得了高产青蒿植株，过程如图2所示．

    （1）研究人员从棉花基因文库中获取FPP合成酶基因后，可以采用PCR技术对该目的基因进行大量扩增，该技术除了需要提供模板和游离的脱氧核苷酸外，还需要提供引物、热稳定的DNA聚合酶等条件．在基因工程中通常选择细菌质粒作为运载体，原因之一是质粒进入受体细胞（宿主细胞）能稳定保存并复制自己（有多个酶切位点/有标记基因）；如果某质粒由1000个核苷酸组成，核苷酸平均分子量为a，则该质粒的质量为1000a-18000．
    （2）图2中的①为基因表达载体（重组质粒），形成过程中需要限制酶和DNA连接酶等酶；棉花FPP合成酶基因能够和质粒连接成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的培养基上生存，则原因是重组质粒没有导入农杆菌．
    （4）由题意可知，除了通过提高FPP的含量来提高青蒿素的产量外，还可以通过哪些途径来提高青蒿素的产量？（试举一例）抑制SQS基因的表达（或增强ADS基因的表达）．

    分析 1、PCR技术扩增目的基因的原理是DNA双链复制．过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成．
    2、基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定．

    解答 解：（1）PCR技术可在体外快速扩增目的基因，PCR的条件：模板（目的基因）、原料（四种脱氧核苷酸）、引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）．在基因工程中通常选择细菌质粒作为运载体，是因为 质粒进入受体细胞（宿主细胞）能稳定保存并复制自己（有多个酶切位点/有标记基因）；由于质粒为环状DNA分子，因此脱氧核苷酸形成DNA分子时需要脱去1000分子的水，因此如果脱氧核苷酸平均分子量为a，则该质粒的质量为1000a-18000．
    （2）图2中的①为构建的基因表达载体（重组质粒），形成过程中需要限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶连接．由于切割棉花FPP合酶基因和质粒后，具有相同的粘性末端，两者能够连接成①基因表达载体．
    （3）重组质粒中含有标记基因，若②不能在含抗生素Kan的培养基上生长，说明重组质粒未导入农杆菌．
    （4）据图分析可知，FPP在ADS基因的表达的情况下，生成青蒿素，或者抑制SQS基因的表达，降低FPP生成其他萜类化合物的量．因此要提高青蒿素的产量，可以通过抑制SQS基因的表达（或增强ADS基因的表达）这些途径．
    故答案为：
    （1）PCR　 引物　 热稳定的DNA聚合酶   质粒进入受体细胞（宿主细胞）能稳定保存并复制自己（有多个酶切位点/有标记基因）  1000a-18000
    （2）基因表达载体（重组质粒）　 限制酶和DNA连接酶   切割后具有相同的粘性末端
    （3）重组质粒没有导入农杆菌
    （4）抑制SQS基因的表达（或增强ADS基因的表达）

    点评 本题考查基因工程和植物组织培养等知识，要求考生识记基因工程的原理、操作步骤及应用，掌握各操作步骤中的方法及相关事项；识记植物组织培养技术的原理、条件及应用，能结合所学的知识答题，属于考纲识记层次的考查．

    练习册系列答案
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    基因型为AaBb的个体在进行有性生殖时，其基因的自由组合定律应作用于哪些步骤

    A．① B．② C．①和② D．①、②和③

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    9．老鼠毛色有黑色和黄色之分，这是一对相对性状．下面有三组交配组合，请判断四个亲本中是纯合子的是（　　）
    交配组合子代表现型及数目
    ①甲（黄色）×乙（黑色）8（黑）：9（黄）
    ②乙（黑色）×丙（黑色）12（黑）：4（黄）
    ③甲（黄色）×丁（黑色）全为黑色
    A．甲和乙B．乙和丙C．丙和丁D．甲和丁

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    6．饲料原料中的磷元素有相当一部分存在于植酸中，猪、禽等动物由于缺乏有关酶，无法有效利用植酸，造成磷源浪费，而且植酸随粪便排除后易造成环境有机磷污染．植酸酶能催化植酸水解成肌醇和磷酸，因此成为重要的饲料添加剂之一．请回答下列问题：
    （1）磷元素不可能出现在下列哪个/哪些分子或结构中？AD．
    A．核糖            B．核膜            C．核糖体          D．腺苷
    （2）饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性．利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的空间结构，然后改变植酸酶的氨基酸序列，从而得到新的植酸酶．
    （3）为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种．下图是获取植酸酶基因的流程，据图回答：

    ①图中基因组文库大于（小于/等于/大于）cDNA文库；
    ②A、C过程中可以（可以/不可以）使用同一种探针筛选含目的基因的菌株；
    ③目的基因I和II除从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中哪些分子为模板直接进行PCR扩增？DNA或cDNA．PCR反应包含多次循环，每次循环包括三步，即变性→复性→延伸．
    ④将植酸酶基因导入水稻细胞最常用的方法是基因枪法．
    （4）为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒转入猪的受精卵中．该受精卵培养至一定时期可通过胚胎分割．方法，从而一次得到多个转基因猪个体．

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    13．人体内环境的稳态是神经、体液、免疫共同调节的结果．据图回答下列问题

    （1）图甲中的免疫物质是指淋巴细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质，如抗体、淋巴因子、溶菌酶等．
    （2）图乙表示效应T细胞发挥免疫作用的原理，其中FasL称为死亡因子，Fas称为死亡因子受体，Fas可以在各种细胞内选择性表达．当HIV病毒进入人体感染T细胞时，在被感染的T 细胞中Fas基因表达增强，从而转变为靶细胞，最终使人体丧失全部的特异性免疫．据图分析，被感染的T细胞死亡属于细胞凋亡．
    （3）图丙表示突触的结构．乙酰胆碱受体的离子通道允许Na+通过，当前膜释放的乙酰胆碱作用于突触后膜受体时，突触后膜离子移动的情况主要是Na+内流，引起突触后膜兴奋．
    （4）图丙中的突触在传递信号时的特点是单向传递，原因是只有突触前膜释放递质，且只有突触后膜具有接受递质的受体．

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    3．现有甲、乙两个烟草品种（2n=48），其基因型分别为aaBB 和AAbb，这两对基因位于非同源染色体上．两品种在光照强度大于800Lx 时，都不能生长，这是由于它们中的一对隐性纯合基因（aa 或bb）作用的结果．
    取甲、乙两品种的花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生质体，并将两者相混，使之融合，诱导产生细胞团．然后，放到大于800Lx 光照下培养，结果有的细胞团不能分化，有的能分化发育成植株．请完成下列问题：
    （1）在细胞融合技术中，常用的促融剂是聚乙二醇（PEG）．
    （2）两种细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁．
    （3）在大于800Lx 光照下培养，有2种细胞团不能分化；能分化的细胞团是由甲乙两品种的花粉（aB和Ab）的原生质体融合来的（这里只考虑两个原生质体的相互融合）．由该细胞团分化发育成的植株，其染色体条数是48，基因型是AaBb．该植株自交后代中，在大于800Lx 光照下，能生长的植株中杂合子的概率是$\frac{8}{9}$．

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    10．具有一对等位基因的杂合子，逐代自交2次，在F2代中杂合子的比例为（　　）
    A．$\frac{1}{2}$B．$\frac{3}{4}$C．$\frac{1}{4}$D．$\frac{1}{8}$

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    5．能促进人体产生热量的激素是（　　）
    A．甲状腺激素B．性激素C．胰岛素D．生长激素

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    5．图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图．请据图回答：

    （1）动物排卵时，该细胞具有受精能力时为次级卵母细胞（或卵母细胞）细胞．在受精作用过程中，当精子头部接触到放射冠时会出现顶体反应，当精子头部触卵黄膜时会出现透明带反应，另外阻止多个精子入卵还有一道屏障是卵黄膜封闭作用反应．受精卵进行卵裂的分裂方式是有丝分裂．
    （2）胚胎分割时，一般采用发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚．对胚胎进行分割时，要特别注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育．
    （3）①过程分割出的少量胚体细胞用来做性别鉴定，该技术常采用的方法是用基因探针进行DNA杂交．
    （4）通常胚胎干细胞可以从早期胚胎和原始性腺（写出两种方法）中分离得到．
    （5）早期胚胎中的胚胎干细胞，不仅可以被应用于哺乳动物胚胎性别鉴定，还可被应用治疗人类的某些疾病（如老年痴呆症、糖尿病等）（或ES细胞体外诱导分化培育出人造组织器官用于器官移植、研究体外细胞分化等）（举一例）等领域．

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