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    2．凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶．研究人员运用基因工程技术，将编码该酶的基因转移到了微生物细胞中并使之表达．下图是基因工程中获取目的基因和构建重组质粒过程，请回答有关问题：
    ①科学家已经测出该酶的氨基酸序列，因此可以通过化学合成方法来获取目的基因．获得目的基因后，常利用PCR技术在体外将其大量扩增．
    （1）分析上图可知，构建重组DNA分子（如图所示）最好选用BamHI和PstI限制酶，理由是提高重组DNA分子的比例（防止自身的黏性末端连接和防止目的基因与载体反向连接）．
    （2）工业化生产过程中，最初多采用重组大肠杆菌或芽孢杆菌生产凝乳酶，将目的基因导入大肠杆菌或芽孢杆菌前所做的处理方法是Ca2+处理细胞，使之转化为感受态细胞．现在生产凝乳酶多采用重组毛霉或重组的酵母菌，毛霉或酵母菌作为受体细胞的优势是含有的内质网和高尔基体可对蛋白质进行加工和修饰．
    （3）研究发现，如果将该凝乳酶20位和24位氨基酸改变为半胱氨酸，其催化能力将提高2倍．科学家可以生产上述高效凝乳酶的现代生物工程技术是蛋白质工程；该生物工程技术的实质是基因工程的延伸（或在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程）．
    （4）转基因技术和细胞工程在动植物都有广泛应用，但是，胚胎工程只是指对动物的配子或早期胚胎所进行的多种显微操作和处理技术．

    分析 基因工程技术的基本步骤：
    （1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成．
    （2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等．
    （3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法．
    （4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术．个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等．

    解答 解：①由于已经测出该酶的氨基酸序列，故可推测出相应的RNA和DNA的序列，因此可以通过 化学合成方法来获取目的基因．获得目的基因后，常利用 PCR技术在体外将其大量扩增．
    （1）由图示可知，质粒和外源DNA中共同含有且不会破坏目的基因的限制酶是BamHI和PstI，因此构建重组DNA分子最好选用BamHI和PstI限制酶，这样可以防止自身的黏性末端连接，防止目的基因与载体反向连接．
    （2）受体细胞是微生物，将目的基因导入受体细胞，常用Ca2+处理细胞，使之转化为感受态细胞，毛霉较重组大肠杆菌或芽孢杆菌作为受体细胞的优势是毛霉为真核微生物，含有内质网和高尔基体可对蛋白进行加工和修饰．
    （3）考查蛋白质工程改造蛋白质结构的步骤．通过分析想要的蛋白质的功能，预测蛋白质应有的结构，然后根据蛋白质的结构逆向推测控制该蛋白质合成的基因的碱基组成及排列顺序．最后就是将改造后的目的基因导入受体细胞，从而转录翻译得出目的蛋白．
    （4）胚胎工程只是指对动物的配子或早期胚胎所进行的多种显微操作和处理技术．
    故答案为：
    ①化学合成     PCR
    （1）BamHI和PstI     提高重组DNA分子的比例（防止自身的黏性末端连接和防止目的基因与载体反向连接）
    （2）Ca2+处理细胞，使之转化为感受态细胞     含有的内质网和高尔基体可对蛋白质进行加工和修饰
    （3）蛋白质工程       基因工程的延伸（或在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程）
    （4）配子或早期胚胎

    点评 本题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及具体的操作步骤，掌握各步骤中的相关细节，能结合题干信息准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中生物 来源：2014-2015山东省高二下学期期中生物试卷（解析版） 题型：选择题

    用PET技术对大脑皮层的高级功能进行定位研究中，应用的示踪剂通常是葡萄糖，这主要是因为

    A．葡萄糖在大脑皮层的含量高

    B．葡萄糖分子只分布在大脑皮层

    C．葡萄糖几乎是大脑皮层细胞唯一能源物质，消耗量大

    D．葡萄糖分子含有C、H、O元素

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    科目：高中生物 来源： 题型：解答题

    13．利用卵细胞培育二倍体是目前鱼类育种的重要技术．其原理是经辐射处理的精子进入次级卵母细胞后不能与其核融合，只激活次级卵母细胞分裂，后代的遗传物质全部来自次级卵母细胞．关键步骤包括：①精子染色体的失活处理；②次级卵母细胞染色体二倍体化；③后代染色体检测．请据图回答．

    （1）辐射处理可导致精子染色体断裂失活，丧失受精能力，这属于染色体变异．
    （2）次级卵母细胞的二倍体化有两种方法．用方法一获得的子代是纯合二倍体，导致染色体数目加倍的原因是低温抑制（次级卵细胞）纺锤体形成；用方法二获得的子代通常是杂合二倍体，这是因为在四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，导致基因重组造成的．
    （3）用上述方法繁殖鱼类并统计子代性别比例，可判断其性别决定机制．若子代性别比例为雄：雌=0：1（全为雌性），则其性别决定为XY型；若子代性别比例为雄：雌二1：0（全为雄性）（WW个体不能成活），则其性别决定为ZW型．
    （4）人工鱼塘自然繁殖的后代，往往形形色色、差参不齐，其原因是性状分离．
    （5）已知金鱼的正常眼（A）对龙眼（a）为显性，基因B能抑制龙眼基因表达，两对基因分别位于两对常染色体上．偶然发现一只有观赏价值的龙眼雌鱼，若用卵细胞二倍体化的方法进行大量繁殖，子代出现龙眼个体的概率为100%；若用基因型为AABB的雄鱼与该雌鱼杂交，F2中出现龙眼个体的概率为$\frac{1}{16}$．

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    科目：高中生物 来源： 题型：解答题

    10．科学研究表明大麦种子萌发过程中赤霉素可诱导α一淀粉酶合成和分泌，作用机理如图所示．其中甲、乙、丙表示有关结构，①、②、③、④表示有关过程，据图回答：

    （1）图中的甲、乙、丙代表的细胞器依次是内质网、高尔基体、核糖体．①②③所代表的生理过程依次是转录、翻译、分泌．
    （2）结合图解分析，大麦种子萌发时，赤霉素与细胞膜表面的特异性受体结合能活化赤霉素信息传递中间体，导致GAI阻抑蛋白分解，进而使得GA基因的④过程进行．写出GA基因遗传信息的表达过程GA基因$\stackrel{转录}{→}$GAmRNA$\stackrel{翻译}{→}$GA蛋白质．
    （3）如果图中的GA蛋白质是某种酶，它最可能是RNA聚合酶酶．
    （4）从图中可以看出核孔的功能是核质之间物质交换和信息交流的通道．图中③过程体现了细胞膜的流动性．

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    科目：高中生物 来源： 题型：选择题

    17．某中学生物兴趣小组的师生利用小青菜绿叶提取出光合色素溶液，然后在30℃的室温条件下进行了如下实验，以此来探究pH对叶绿素稳定性的影响．下列对实验的叙述错误的是（　　）
    实验组号色素溶液（mL）pH处理时间（min）溶液颜色
    ①3.08.010绿色
    ②3.07.010绿色
    ③3.06.010黄绿色
    ④3.05.010黄褐色
    A．酸性环境下的叶绿素可能因稳定性较差而被分解
    B．该实验结果表明叶绿素在碱性环境中不会被破坏
    C．提取色素时加入碳酸钙可防止研磨中色素被破坏
    D．可用纸层析法分析②④两组出现颜色差异的原因

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    科目：高中生物 来源： 题型：解答题

    7．人体胰腺中胰岛的生理活动对糖代谢起很重要的作用，请回答下列相关问题：
    （1）餐后随着食物淀粉的消化吸收，机体血糖浓度会偏高，此时胰岛B细胞（填“胰岛A细胞”或“胰岛B细胞”）分泌胰岛素促进组织细胞加速对葡萄糖的摄取、利用和储存，从而使血糖水平降低．
    （2）如胰岛素分泌不足，人体会患上糖尿病，糖尿病患者的症状之一是多尿，原因是原    尿中葡萄糖浓度过高，影响肾小管、集合管重吸收水．
    （3）已知胰岛作用的发挥与下丘脑有关．其作用机制是下丘脑感受血糖浓度变化，通过其神经末梢释放神经递质，与胰岛细胞膜上的特异性受体结合，引起相应激素的合成分泌，调节血糖的平衡．综合分析，动物血糖平衡调节的方式属于神经-体液调节．

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    科目：高中生物 来源： 题型：解答题

    14．图1是某生态系统的营养结构．图2表示种群乙的能量变化，其中①～⑦表示能量值的多少．图3是种群乙10年内种群数量变化的情况，图中A表示该种群数量是上一年种群数量的倍数．

    （1）生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，能量进入该生态系统的途径是光合作用和化能合成作用．
    （2）若图1中乙种群数量减少，则丙种群数量将增加，原因是乙种群数量减少，甲种群中能量更多的直接流入丙种群，丙种群会获得更多的能量．
    （3）若甲能量中比例为x的部分直接提供给丙，则要使丁能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量为$\frac{125A}{1+4x}$．
    （4）图2中②（数字）表示种群乙的同化量，C表示用于生长发育繁殖的能量．图3中a、e点的种群年龄组成是增长型．

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    科目：高中生物 来源： 题型：选择题

    11．下列有关细胞内蛋白质、核酸及染色体的叙述，正确的是（　　）
    A．染色体是DNA和蛋白质共同构成的细胞器
    B．蛋白质结构多样性的根本原因是核糖核苷酸的序列千变万化
    C．DNA与RNA的区别仅在于化学组成的不同
    D．染色体结构变异会导致染色体携带的基因的数目和排列顺序发生改变

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    科目：高中生物 来源： 题型：选择题

    12．下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是（　　）
    A．质粒是独立于细菌拟核之外，具有复制能力的细胞器
    B．初级卵母细胞、胚胎干细胞都具有细胞周期
    C．合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般都很发达
    D．硝化细菌在电镜下可观察到核糖体附着在内质网上

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