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7.糖尿病是一种常见病,且发病率有逐年增加的趋势,以致西方发达国家把它列为第三号“杀手”.治疗该病的胰岛素过去主要从动物(如猪、牛)中获得,自20世纪70年代遗传工程(又称基因工程)发展起来以后,人们开始采用这种高新技术生产胰岛素,其操作的基本过程如图所示.

(1)图中基因工程的基本过程可概括为“四步曲”,即获取目的基因、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达.
(2)图中的质粒存在于细菌细胞内,在基因工程中通常被用作运载体,从其分子结构可确定它是一种环状DNA.
(3)根据碱基互补配对的规律,在DNA连接酶的作用下,把图中甲与乙拼接起来(即重组).
(4)细菌进行分裂后,其中被拼接起来的质粒也由一个变成两个,两个变成四个…质粒的这种增加方式在遗传学上称为DNA扩增.目的基因通过活动(即表达)后,能使细菌产生治疗糖尿病的激素,这是因为基因具有控制蛋白质合成的功能,它的过程包括转录和翻译.

分析 分析题图:图示表示采用基因工程技术生成胰岛素的过程,包括四个步骤:获取目的基因(胰岛素基因)、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞(大肠杆菌细胞)、目的基因的检测和表达.

解答 解:(1)基因工程的操作步骤为:获取目的基因、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达.
(2)质粒是双链环状DNA分子,基因工程中常用的一种运载体.
(3)把图中甲与乙拼接起来需要采用DNA连接酶.
(4)质粒为DNA分子,质粒由一个变成两个,两个变成四个…的增加方式在遗传学上称为DNA扩增.基因具有控制蛋白质合成的功能,且基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程.
故答案为:
(1)获取目的基因、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达
(2)运载体   环状DNA
(3)DNA连接  
(4)DNA扩增    蛋白质    转录和翻译

点评 本题结合利用基因工程技术生成胰岛素的过程图解,考查基因工程的相关知识,要求考生识记基因工程的操作工具和操作步骤,掌握基因工程技术的应用,能结合图中信息准确答题.

练习册系列答案
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科目:高中生物 来源:2015-2016学年河南新乡一中高二下第十次周练生物试卷(解析版) 题型:选择题

图1表示温度对酶促反应速率的影响,图2表示酶促反应生成物量与时间的关系,图2中实线是在图1温度a时的生成量.则当温度增加至2a时生成物量与时间的关系是( )

A.曲线1 B.曲线2 C.曲线3 D.曲线4

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科目:高中生物 来源: 题型:解答题

18.巨桉落叶在分解过程中会释放出某些小分子有机物.为研究这些物质对菊苣幼苗生长的影响,科研人员采集新鲜凋落的巨桉树叶,与土壤混合后置于花盆中,将菊苣种子播种其中,出苗一段时间后测定菊苣各项生长指标,结果见下表.
分组落叶含量
(g/盆)
植株干重
(g/10株)
光合色素含量
(mg/g)
净光合速率
(μmolCO2/m2/s)
RuBP形成三碳酸效率
(μmolCO2/m2/s)
对照组07.782.749.770.040
实验组1303.602.287.960.040
实验组2901.141.204.760.028
(1)科研人员在一批菊苣幼苗中发现了一株叶黄素缺失突变体.将其叶片进行红光照射的光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下).与对照组叶片相比,实验组叶片的实验结果是:光吸收差异不显著(填“显著”或“不显著”),色素条带中缺少第2条色素带(从上到下第几条).
(2)实验组与对照组相比,菊苣幼苗的净光合速率降低.其原因是在巨桉落叶含量低时,其释放的某些小分子有机物使光合作用色素减少,直接导致光反应减弱;在巨桉落叶含量高时,这些小分子有机物还能使RuBP形成三碳酸效率下降,导致植物对CO2的利用下降.
(3)上述实验结果表明,巨桉落叶分解释放的某些小分子有机物对菊苣幼苗的光合作用具有抑制作用.

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科目:高中生物 来源: 题型:选择题

15.如图为生长素对植物某器官生长的调节作用示意图,下列说法不正确的是(  )
A.A点浓度的生长素对该器官的生长有促进作用
B.B点的生长素浓度是促进该器官生长的最适浓度
C.C点浓度的生长素对该器官的生长有抑制作用
D.D点浓度的生长素对该器官的生长既不促进也不抑制

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科目:高中生物 来源: 题型:解答题

2.研究发现,水稻的大穗(D)对小穗(d)为显性,不抗病(T)对抗病(t)为显性,两对性状独立遗传.如图表示利用大穗不抗病和小穗抗病的两种水稻品种进行的育种实验过程,请分析回答:
(1)F1自交后代中能稳定遗传的大穗抗病植株的基因型及比例分别是DDtt、Ddtt、$\frac{3}{16}$.
(2)F1与某个体杂交,得到的后代的表现型及比例为大穗不抗病:大穗抗病:小穗不抗病:小穗抗病=3:3:1:1,那么该个体基因型是Ddtt.
(3)对F1的花药进行离体培养,形成的幼苗的基因型是DT、Dt、dT、dt,花药离体培养形成的幼苗还需要用秋水仙素 处理才能获得可育的植株,用这种方法培育出的大穗抗病植株自交的后代中能稳定遗传的个体占$\frac{1}{4}$.

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科目:高中生物 来源: 题型:解答题

12.菰是水稻的一种,其茎基部膨大可作蔬菜食用,称茭白.科学家对菰的光合作用特性进行研究,将菰的倒数第三片功能叶片在不同温度和光照强度下进行离体培养,利用红外CO2分析仪分析CO2的变化,所得结果如下图所示,根据图1回答问题(1)~(3):
(1)在温度为3℃、50℃时,菰叶片的光合作用速率和呼吸作用速率相同.
(2)若光照和黑暗各占一半,且光照时的光照强度一直和图1中的光照强度一样,则菰的功能叶在10℃时生长状况为B.
A.干重将减轻    B.干重将增加   C.干重不变    D.无法判断
(3)用CO2消耗来表示,35℃时菰叶片的真实光合速率约为24.5μmol•m-2•s-1
科学家进一步制作出了光饱和点和光补偿点与温度的对应关系图如图2、图3所示,根据图1、图2、图3,回答问题(4)(5):
(4)图2的曲线是在温度为30℃时作出来的.A点产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体.
(5)种植菰的最适条件是温度30℃,光照强度1040(μmol•m-2•s-1
(6)研究发现,在一天中,菰叶片中细胞间隙CO2的浓度和净光合速率的值呈现出负相关性,请简要解释出现这种现象的原因净光合速率越大,二氧化碳的消耗就越快,留在叶片间隙中(外界环境中)的二氧化碳浓度就越低.

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科目:高中生物 来源: 题型:解答题

19.如图为酿制葡萄酒的两个简易装置,请分析回答:

(1)果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌在有氧无氧条件下都能生存,所以,它属于兼性厌氧型微生物.
(2)在葡萄酒的自然发酵过程中,酵母菌的来源是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌.
(3)制作果酒,需将温度严格控制在18-25℃.制作果酒后制作果醋,应将温度控制在.分别写出与果酒果醋制作有关的反应方程式:C6H12O6$\stackrel{酶}{→}$2C2H5OH+2CO2+能量、C2H5OH+O2$\stackrel{酶}{→}$CH3COOH+H20.
(4)甲装置中,A液体是葡萄汁,NaHCO3溶液的作用是;若用乙装置,在发酵过程中,必须进行的操作是.与乙装置相比,甲装置的优点是既能及时吸收(发酵产生的)CO2,又能减少被杂菌污染的机会.
(5)葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约$\frac{1}{3}$的空间,这是因为既为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气,又防止发酵旺盛时汁液溢出.
(6)在果酒酿造过程中,如果果汁灭菌不严格,含有醋酸杆菌,在酒精发酵旺盛时,醋酸杆菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸?不能.

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科目:高中生物 来源: 题型:填空题

16.如图是某种生物的细胞亚显微结构示意图,请据图回答:

(1)非生物界的能量通过图中结构[4]叶绿体的光合作用后,才能进入生物界.
(2)若该细胞是西瓜红色果肉细胞,则色素主要存在于[14]液泡中.如果是植物的根毛细胞,则图中不应有的结构是[4]叶绿体;若是分生区的细胞还不该有[14]液泡.
(3)该细胞和细菌在细胞结构上主要的区别是有无核膜.
(4)图中[6]核仁与核糖体的合成有关,部分大分子的物质可以从[8]核孔处通过.
(5)如果该细胞是低等植物细胞,则图中还应该有中心体.

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科目:高中生物 来源: 题型:解答题

16.野茉莉花瓣的颜色是红色,其花瓣所含色素由核基因控制的有关酶所决定,用两个无法产生红色色素的纯种(突变品系1和突变品系2)及其纯种野生型茉莉进行杂交实验,F1自交得F2,结果如下:
组别亲本F1表现F2表现
突变品系1×野生型有色素3/4有色素,1/4无色素
突变品系2×野生型无色素1/4有色素,3/4无色素
突变品系1×突变品系2无色素3/16有色素,13/16无色素
研究表明,决定产生色素的基因A对a为显性.但另一对等位基因B、b中,显性基因B存在时,会抑制色素的产生.
(1)根据以上信息,可判断上述杂交亲本中突变品系1的基因型为aabb
(2)为鉴别第Ⅱ组F2中无色素植株的基因型,取该植株自交,若后代全为无色素的植株,则其基因型为AABB;Ⅲ组F2的无色素植株中的纯合子占的几率为$\frac{3}{13}$
(3)若从第Ⅰ、Ⅱ组的F2中各取一株能产生色素的植株,二者基因型相同的概率是$\frac{1}{3}$.从第Ⅰ、Ⅲ组的F2中各取一株能产生色素的植株,二者基因型相同的概率是$\frac{5}{9}$.
(4)进一步研究得知,基因A是通过控制酶A的合成来催化一种前体物转化为红色色素的.而基因B-b本身并不直接表达性状,但基因B能抑制基因A的表达.请在右上方框内填上适当的文字解释上述遗传现象.

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