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    12．回答下列有关生物工程的问题．
    Ⅰ、生物工程是改造生物的结构与功能的主要手段．生物工程的四个主要领域并不是各自独立的，而是相互联系、相互渗透的．它们之间的关系示意如图：

    （1）人类最早运用的生物工程技术是发酵工程．图中编号①指的是微生物．请列出图中编号②工程在生产生活实践中的两个应用实例．
    （2）筛选抗癌药物经常要运用动物细胞培养技术．单克隆抗体的生产过程利用了生物工程中的动物细胞融合技术．
    Ⅱ、生物工程中的核心技术是基因工程．下图是利用基因工程方法生产人生长激素的示意图．根据下图回答问题（限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端均不相同）：

    （3）过程②必需的酶是逆转录酶酶，过程④必需的酶是DNA连接酶酶．
    （4）为了使目的基因和质粒B定向连接并且有利于受体细胞的筛选，酶1是EcoRⅠ．
    （5）如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同时对重组质粒C进行切割，假设同时只有任意两个位点被切断且每次机会相等，则形成含有完整四环素抗性基因的DNA片段的概率是$\frac{1}{6}$．
    （6）作为受体的大肠杆菌细胞内，应不含青霉素抗性基因和四环素抗性基因基因，以利于筛选出含重组载体的受体菌．

    分析 Ⅰ、生物工程包括：细胞工程、发酵工程、酶工程、基因工程四大类生物工程，在这些生物工程中人类最早运用的生物工程技术是发酵工程，题目（1）和（2）据此答题；Ⅱ图示是基因工程的内容，利用基因工程的操作步骤和基因的工具解答本题．

    解答 解：（1）生物工程包括：细胞工程、发酵工程、酶工程、基因工程四大类生物工程，在这些生物工程中人类最早运用的生物工程技术是发酵工程，图中编号②需要酶，所以②应属于酶工程，在生产生活实践中的两个应用实例有：发酵工程微生物加酶洗衣粉、测试尿糖的酶试纸．
    （2）科学家常用动物细胞培养技术培养正常或病变的细胞，用于生理病理药理等方面的研究，如用于筛选抗癌药物等，为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依据．单克隆抗体的生产过程利用了生物工程中动物细胞融合技术（选修三P52）．
    （3）过程②是由人生长激素mRNA获得DNA，使逆转录过程，所以必需的酶是逆转录酶，过程④是目的基因与运载体结合，所以必需的酶是DNA连接酶
    （4）为了使目的基因和质粒B定向连接并且有利于受体细胞的筛选，必须保留抗性基因，所以选用的酶1是EcoRⅠ．
    （5）用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ进行切割，只有任意两个位点被切断且每次机会相等，任意两种酶切割会形成2个DNA片段，所以切割三次共有6个片段且这些片段不等，既得到6种．只有同时用PstI酶和FcoRI酶切割时会得到一个完整四环素抗性基因的DNA片段，故概率$\frac{1}{6}$．
    （6）由于质粒中含有青霉素抗性基因和四环素抗性基因，所以受体细胞大肠杆菌中不应含有这两种基因，以便于用筛选．
     故答案为：
    （1）发酵工程    微生物   
    （2）动物细胞培养     动物细胞融合技术
    （3）逆转录酶     DNA连接酶
    （4）EcoRⅠ
    （5）$\frac{1}{6}$
    （6）青霉素抗性基因和四环素抗性基因

    点评 本题考查基因工程相关知识，要求学生能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题．

    练习册系列答案
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    科目：高中生物 来源：2016届北京四中高三第二学期开学考试理综生物试卷（解析版） 题型：综合题

    生长素和乙烯与植物生长发育密切相关，请阅读相关资料，回答下列问题：

    （1）生长素（IAA）和乙烯作为信号分子，都要通过与____ __结合，将信息传递给靶细胞，从而对植物的生命活动起________作用。IAA在植物根尖的运输方向是从__________区到_________区从而使根伸长。

    （2）1964年，科学家进行离体实验发现，当在反应体系中加入14C-蛋氨酸，发现有14C -乙烯产生，由此推测______________________________。在以上实验结果的基础上，1979年，美籍华人杨祥发发现，在无氧条件下，当供给植物14C-蛋氨酸时，检测不到乙烯产生，只有14C标记的1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）累积，据此结果推测___________________________。为了证实上述假设，科学家在_________条件下，将14C – ACC供给植物组织时，发现组织很快__________，证明上述假设正确。

    （3）为研究生长素（IAA）和乙烯影响植物根生长的机理，研究者以拟南芥幼苗为材料进行实验。

    ①实验一：研究者将拟南芥幼苗放在含不同浓度的ACC、IAA的培养液中培养，测量并记录幼苗根伸长区细胞长度，结果如下表。

    组别

    添加物质种类及处理浓度（?M）

    根伸长区细胞长度（?m）

    1

    对照

    175.1

    2

    0.20ACC

    108.1

    3

    0.05IAA

    91.1

    4

    0.20ACC+0.05IAA

    44.2

    实验结果说明，与单独处理相比较，乙烯和IAA对幼苗根伸长区共同作用时__________________________。

    ②实验二：将拟南芥幼苗分别放在含有不同浓度IAA的培养液中培养，12小时后测定幼苗根中乙烯的含量，实验结果如图所示。据图分析，可得出的初步结论是________________。

    ③综合上述各实验的结果可推测，高浓度生长素抑制根生长的作用最可能是通过____________而实现的。

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    科目：高中生物 来源：2015-2016学年四川省南充市高二上期末生物试卷（解析版） 题型：综合题

    （2015秋•南充期末）图甲是某草原生态系统中碳循环模式图，图中A、B、C、D表示生态系统的成分，①②③为特定的生理过程，图乙表示该系统中部分生物间的食物关系．图丙表示某种群数量变化可能的四种情况（“J”型、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ），其中a点表示外界因素的变化．请据图分析回答：

    （1）图乙中的生物对应图甲中的 （用字母表示）．在①③过程中碳主要以 形式进行循环．

    （2）如要调查该生态系统中蒲公英的种群密度，通常采用 法．

    （3）图乙中，若鼠和昆虫粪便中的能量为M，呼吸作用消耗的能量为R，用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量为N，则图中第二营养级的同化量可表示为 ．

    （4）该生态系统中每种生物在生长发育过程中不断地与其他生物进行着信息交流，其作用在于 ．

    （5）该草原曾发生过火灾，但此后又慢慢恢复，该过程属于 演替，从生态系统的角度分析，这体现了生态系统具有自我调节能力，这种能力的大小主要取决于 ．

    （6）生态系统的功能除图甲所示以外，还有 ．

    （7）若图丙种群数量变化呈现中“J”型曲线，其种群增长速率的变化趋势为 ．若图丙种群为长江流域的野生扬子鳄（处于最高营养级生物之一），当种群数量在a点后的变化曲线为Ⅲ、且种群数量为K2时，对野生扬子鳄种群最有效的保护措施是 ．若图丙种群为东亚飞蝗，应控制其种群数量为 （K1/K2/0），以有利于维持该地区生态系统的稳定性．干旱能抑制一种丝状菌（该菌造成蝗虫患病）的生长，若a点变化为干旱，则a点后东亚飞蝗种群数量变化曲线可能为 （用图中标号Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示）．

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    科目：高中生物 来源：2015-2016学年四川省南充市高二上期末生物试卷（解析版） 题型：选择题

    （2015•徐州模拟）下列关于生物多样性的叙述中，正确的是（ ）

    A．生物多样性就是指物种多样性

    B．外来物种入侵增加了本地生物多样性

    C．就地保护是保护生物多样性的有效措施之一

    D．保护生物多样性意味着禁止对生物资源的开发利用

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    科目：高中生物 来源： 题型：选择题

    7．某生物基因型为AaBb，如图为其体内的某个细胞，则（　　）
    A．该图表示时期有4个染色体组
    B．若图中基因位点1的基因为A，而位点2和4为B与b，则该细胞有可能发生了基因重组
    C．该细胞处于减数第二次分裂后期
    D．该细胞中位点2、3与4 所在染色体均互为同源染色体

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    科目：高中生物 来源： 题型：选择题

    17．神经递质只存在于（　　）
    A．神经纤维B．神经中枢C．效应器D．突触小体

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    科目：高中生物 来源： 题型：解答题

    4．斑马鱼的酶D由17号染色体上的D基因编码．具体纯合突变基因（dd）的斑马鱼胚胎会发出红色荧光．利用转基因技术将绿色荧光蛋白（G）基因整合到斑马鱼17号染色体上，带有G基因的胚胎能够发出绿色荧光．未整合G基因的染色体的对应位点表示为g．用个体M和N进行如下杂交实验．

    （1）在上述转基因实验中，将G基因与质粒重组，需要的两类酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶．将重组质粒显微注射到斑马鱼受精卵中，整合到染色体上的G基因后，使胚胎表达发出绿色荧光．
    （2）根据上述杂交实验推测亲代M的基因型是d（选填选项前的符号）
    a．DDGG      b．DDGg      c．DdGG         d．Ddgg
    （3）杂交后，出现红•绿荧光（既有红色又有绿色荧光）胚胎的原因是亲代N（填“M”或“N”）的初级精（卵）母细胞在减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换，导致染色体上的基因重组．通过记录子代中红•绿荧光胚胎数量与胚胎总数，可计算得到该亲本产生的重组配子占其全部配子的比例，算式为4×$\frac{红•绿荧光胚胎数量}{胚胎总数}$．

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    科目：高中生物 来源： 题型：选择题

    18．研究人员发现，从蔬菜叶可提取大量的各种天然色素，这为目前市场上天然色素“供不应求”的状况提供了一条解决的途径．下列关于植物色素的说法正确的是（　　）
    A．在提取植物色素的实验中，研磨绿叶时加入碳酸钙的目的是为了研磨得充分
    B．植物色素在植物细胞中，可能的分布部位有叶绿体、线粒体、液泡和细胞质基质
    C．与光合作用有关的色素只分布在叶肉细胞的叶绿体的基质片层结构的薄膜上
    D．因为有不同种类的植物色素的存在，才使相应植物能够表现出丰富多彩的颜色

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    科目：高中生物 来源： 题型：解答题

    19．科技工作者将柴油树种苗切割后分别种植在无菌的培养皿中，培养皿中的琼浆会先代替土壤，让小苗自然生长．将挑选变异特性明显的种苗栽入土中，期待它们给世界的惊喜．从这种柴油种子中榨取的油的结构与石油相似，只需稍加提炼和加工就能得到柴油．要是太空旅行过的柴油树苗真的能够把产量提高几倍，以后的柴油可以靠树“种”出来，它将成为一个改变世界的树种：
    （1）在自然条件下，基因突变频率极低的原因是DNA为规则的DNA为双螺旋结构结构，具有相对具稳定性性；
    （2）太空育种常选用萌发的种子或试管苗作为供试材料，其原因是细胞分裂旺盛，易发生突变．
    （3）柴油树种子含有的“柴油”是植物细胞的代谢产物，与其分泌有关的细胞器是线粒体、高尔基体等；“柴油”的合成最终受遗传物质决定．若将培育出的高产、稳产柴油树品种进行推广种植，可通过植物组织培养技术实现快速繁殖；
    （4）在挑选航天员时，航天员的遗传特征不容小视．研究表明，有些人由于遗传方面的原因对宇宙辐射特别敏感，一旦受到辐射就容易出现严重的反应，甚至产生基因突变导致癌症．如图为对宇宙辐射特别敏感的遗传系谱图（假定对于宇宙辐射特别敏感病由单基因A、a控制），其中Ⅳ15已被有关部门初步确定为我国航天员人选，尽管其综合条件优越，但航天医学工程问题专家却谨慎地表示不乐观，原因是Ⅳ15有$\frac{2}{3}$（填比例）的可能性携带对宇宙辐射特别敏感病致病基因故还需进一步做基因检测．

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