【题目】青蒿素是治疗疟疾的重要药物，利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍体，体细胞染色体数为18），通过传统育种和现代生物技术可培育高青蒿素含量的植株。请回答问题：

（1）假设野生型青蒿白青秆（A）对紫红秆（a）为显性，稀裂叶（B）对分裂叶（b）为显性，两对性状独立遗传，则野生型青蒿最多有__________种基因型；若F1代中白青秆、稀裂叶植株所占比例为3/8，则其杂交亲本的基因型组合为AaBb与__________；F1代白青秆、分裂叶植株中，纯合子所占比例为_________。

（2）四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，低温处理野生型青蒿正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株。四倍体青蒿植株体细胞中，染色体数最多为_______条。

（3）从青蒿中分离了cyp基因（下图为基因结构示意图，其中J、L、N区段为编码区中的外显子，参与蛋白质的编码；K、M区段为编码区中的内含子，不参与蛋白质的编码），其编码的CYP酶参与青蒿素合成。

①若该基因一条单链中（G+T）：（A+C）=2/3 ，则其互补链中（G+T）：（A+C）=__________。

②该基因经改造能在大肠杆菌中表达。将该基因导入大肠杆菌前，通常用__________处理大肠杆菌，使其成为感受态。

③若cyp基因的一个碱基对被替换，使CYP酶的第50位氨基酸由谷氨酸变为缬氨酸，则该基因碱基对被替换的区段是__________（填字母），该变异类型为__________。

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

【解析】试题分析：本题考查基因自由组合定律、基因突变、染色体变异和DNA分子结构的相关知识，意在考查学生的识记、识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力。由题意知，野生型青蒿白青秆（A）对紫红秆（a）为显性，稀裂叶（B）对分裂叶（b）为显性，两对性状独立遗传，因此遵循基因的自由组合定律；由于自由组合定律同时遵循分离定律，因此可以将自由组合问题转化成若干个分离定律问题进行解答；DNA是由两条链组成的，两条链上的碱基遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则，配对的碱基相等；低温诱导多倍体形成的原理是低温抑制纺锤体的形成，抑制细胞正常的分裂而使细胞内的染色体加倍。

（1）在野生型青蒿的秆色和叶型这两对性状中，控制各自性状的基因型各有3种（AA、Aa和aa及BB、Bb和bb），由于控制这两对性状的基因是独立遗传的，基因间可自由组合，故基因型共有3×3=9种。F1中白青秆、稀裂叶植株占3/8，即P（A_B_）=3/8，由于两对基因自由组合，可分解成1/2与3/4，所以一对基因是测交，一对基因是杂合子自交，即亲本可能是AaBb×aaBb或AaBb×Aabb。当亲本为AaBb×aaBb时，F1中白青秆、分裂叶的基因型为Aabb，全为杂合子，即纯合子的概率为0；当亲本为AaBb×AaBb时，其后代白青秆、分裂叶的基因型及比例为Aabb：AAbb=2:1，因此纯合子占1/3。

（2）据题意可知，二倍体野生型青蒿的体细胞染色体数为18，经秋水仙素处理后，变为四倍体，染色体数为36。四倍体青蒿植株体细胞中，染色体数最多时为有丝分裂后期，此时染色体数目加倍，为72条。

（3）①根据DNA的碱基互补配对原则，（G+T）：（A+C）在在两条单链中是互为倒数的，所以若该基因一条单链中（G+T）：（A+C）=2/3，则其互补链中（G+T）：（A+C）=3/2。②该基因经改造能在大肠杆菌中表达。将该基因导入大肠杆菌前，通常用Ca2+处理大肠杆菌，使其成为感受态。③cyp基因中只有编码区的外显子区段能编码蛋白质，该基因控制合成的CYP酶的第50位由外显子的第150、151、152对脱氧核苷酸（3×50=150，基因中模板链中每3个连续脱氧核苷酸决定一个氨基酸）决定，因此该基因突变发生在L区段内（81+78=159）。该变异类型为基因突变。

【题型】非选择题
【结束】
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（1）图1中，A过程需要用__________酶，D过程需要回收__________（填“未杂交”或“杂交分子”）的含32P的cDNA单链，继而通过人工合成，获得__________， 并用其构建基因文库。

（2）从图1构建的基因文库中获取的目的基因，一般还需进行人工改造后才能用于基因表达载体的构建，改造内容除了在基因两端添加限制酶的识别序列外，还需添加__________，以便其随载体导入到受体细胞后，能正常调控表达过程。

（3）上图2为改造后的目的基因。图3为两种质粒，其中Ampr为氨苄青霉素抗性基因，Tetr为四环素抗性基因，lacZ为蓝色显色基因，其表达产物可使底物X-Gal呈蓝色。EcoRⅠ（0.7Kb）、NotⅠ（1.2Kb）等为限制酶及其切割位点与复制原点之间的距离（1kb=1000个碱基对）。

①图3中能作为载体的最理想的质粒是__________（填“X”或“Y”），用选定的质粒与图2的目的基因构建基因表达载体时，应选用的限制酶是__________。为筛选出成功导入目的基因的受体细胞，培养基中应适量添加__________。

②若用EcoRⅠ完全酶切上述①中获得的重组质粒，并进行电泳观察，可出现四种长度不同的片段，其长度分别为1.7kb、5.3kb、__________。

（1）在植物的叶肉细胞中存在着图1所示的代谢过程：在光照条件下，CO2被固定成C3之后，利用光反应产生的________将其还原。研究发现，RuBP羧化加氧酶还可催化C5与O2反应产生乙醇酸，乙醇酸中75%的碳又重新生成CO2和C3的光呼吸过程。该过程________（降低了/促进了/不影响）光合作用效率，同时使细胞内O2 /CO2的比值________，有利于生物适应高氧低碳的环境。

（2）根据对光呼吸机理的研究，科研人员利用基因编辑手段设计了只在叶绿体中完成的光呼吸替代途径AP（依然具有降解乙醇酸产生CO2的能力）。同时，利用RNA干扰技术，降低叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白的表达量，进而降低________，从而影响光呼吸。检测三种不同类型植株的光合速率，实验结果如图2所示。据此回答：

①当胞间CO2浓度较低时，野生型植株与替代途径植株的光合速率相比________。

②当胞间CO2浓度较高时，三种类型植株光合速率的大小关系为________。分析其原因是________。

（3）基于上述研究，请你提出一个可以进一步深入研究的问题：________。

(1)经Sau3A I酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被____酶切后的产物连接，理由是_____________。

(2)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是_____。用DNA连接酶处理限制酶切产物得到的混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。首先用含有_____培养基进行筛选，上述大肠杆菌细胞中，_____不能在培养基生存，但是含有______的细胞也是不能区分的，其原因是_______________。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有_____________的固体培养基。

(1)系统中一个生产环节的产出是另一个生产环节的投入，使得系统中的物质能够___________，有效的防止环境污染，同时也能够提高能量的______________________，获得较大的经济效益。

(2)将蘑菇房与蔬菜大棚相连，可提高蔬菜产量，试分析其增产的原因：___________。

(3)该生态系统利用昆虫的性外激素防治虫害，这种防治方法称为____________________。鸭的食物来源有杂草和害虫，则鸭粪中含有___________用于生长、发育和繁殖的能量。

(4)生态农业可以改善当地的生态环境，体现了生物多样性的_________________价值。

(1)正常人体内环境的各种成分和理化性质都处于动态平衡中，理化性质主要包括________。

(2)人在饥饿时，受下丘脑发出的神经的调节，__________活动加强，分泌的___激素增多，可维持血糖浓度的稳定，该过程属于______调节。

(3)当人进食时，消化道内的胃酸等杀菌物质可以消灭混在食物中的绝大部分病原体，胃酸杀菌属于人体的第____道防线。若病原体侵入人体细胞时，能特异性识别并密切接触靶细胞的是_______，最终使靶细胞裂解死亡，这种细胞的死亡属于___________。

(1)14CO2进入叶肉细胞后在叶绿体_______被转化为糖类，此过程14C的转移途径为________。光合产物从叶片输出到其他器官，该过程_______(选填“需要”、“不需要”)消耗呼吸作用产生的能量。

(2)本实验的自变量有_____________。

(3)由图示实验结果可以得出的结论有：

①生殖器官发育早期，光合产物大部分被分配到_____________；

②_____________________；

③遮光70%对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响不大。

A.2h时，细胞内外物质A溶液的浓度相同

B.0～1h内细胞液的渗透压小于物质A溶液的渗透压

C.4h后，植物细胞中的含水量可能超过实验处理前

D.2～3h内，细胞吸水能力逐渐减弱

(l)为获取抗旱基因，可以先从植物甲中提取该基因mRNA，然后经____________过程获得cDNA。基因工程的核心步骤是_________。

(2)使用PCR技术扩增抗旱基因时，可选择图中A、B、C、D四种单链DNA片段中的___________作为引物，此过程还需要___________酶，但不需要解旋酶，而是利用___________使DNA解旋。

(3)原核细胞中的限制酶可切割外源DNA，但不破坏自身DNA，其原因可能是①______________；②________________。

(4)在大田里栽培转基因植物时，要求转基因植物与传统作物之间应该间隔足够远的距离，以免___________________ 。

（1）此实验过程中采用 80℃水浴代替_____加热法熔化海藻酸钠，其优点是能准确控制温度，融化过程不会出现焦糊且融化时间短。熔化的海藻酸钠加入黑曲霉孢子悬浮液前一定要进行_____处理，海藻酸钠的最终质量分数需控制在 3%，原因是______________。

（2）实验过程中，初形成的凝胶珠放在_____溶液中静置 30min，目的是形成稳定的网状凝胶结构。

（3）β-葡萄糖苷酶能催化大豆苷水解为大豆苷元，pH 和温度对游离孢子和固定化凝胶珠中 β-葡萄糖苷酶活性影响的结果如图所示，由图可知：研究 pH 和温度对葡萄糖苷酶活性影响时，温度和 pH 应分别控制为_____、_________；与游离孢子相比，固定化凝胶珠中 β-葡萄糖苷酶的 pH 适宜范围会_________，热稳定性会 __________。

转化率=豆苷含量- 反应后大豆苷含量/反应前大豆苷含量×100

(1)若要将微生物采用平板划线法进行分离操作，正确的是图_________，其正确操作过程中，划线工具至少要灼烧_________次。

(2)长期保存菌种时，应将培养的菌液与___________充分混匀后，放在-20℃的冷冻箱保存，丢弃已经接种过微生物的培养基前，往往需要先行灭菌，以免____________________。

(3)A、B两组同学用稀释涂布平板法测定某种微生物的数量，在同一稀释倍数下每隔一段时间记录数据（统计时间内微生物总数在增长过程中），得到以下结果：

计数时最好取72小时记录的菌落数作为实验结果，原因是①__________________；

②_____________。

(4)发酵工程常常需要对某些微生物进行固定，最常用的方法是_____________法。某真菌产生的油脂不易挥发，可选用_____________(填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体中提取。