【題目】我國(guó)科學(xué)家屠呦呦因在青蒿素研究中的特殊貢獻(xiàn)榮獲2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。青蒿素是青蒿植株的次級(jí)代謝產(chǎn)物，其化學(xué)本質(zhì)是一種萜類化合物，其生物合成途徑如圖1所示。正常青蒿植株的青蒿素產(chǎn)量很低，難以滿足臨床需求，科學(xué)家為了提高青蒿素產(chǎn)量，將棉花中的FPP合成酶基因?qū)肓饲噍镏仓瓴⒆屍涑晒Ρ磉_(dá)，獲得了高產(chǎn)青蒿植株，過程如圖2所示。請(qǐng)據(jù)圖回答問題：

（1）研究人員從棉花基因文庫(kù)中獲取FPP合成酶基因后，可以采用PCR技術(shù)對(duì)該目的基因進(jìn)行大量擴(kuò)增，該技術(shù)除了需要提供模板、原料、Taq酶外，還需要根據(jù)______________設(shè)計(jì)引物。

（2）圖2中①上啟動(dòng)子的作用是____________________________。

（3）①需要與______________處理的農(nóng)桿菌混合于培養(yǎng)基中完成轉(zhuǎn)化，在制備此培養(yǎng)基時(shí)，需先挑取上述單菌落在培養(yǎng)液中培養(yǎng)并接種于固體培養(yǎng)基上，并使其均勻分布在含有_________的培養(yǎng)基上培養(yǎng)一段時(shí)間后，挑選出部分菌株。若②不能在以上培養(yǎng)基上生存，說明______________。

（4）用農(nóng)桿菌感染青蒿植株，是因?yàn)檗r(nóng)桿菌中的______________可轉(zhuǎn)移至青蒿植株細(xì)胞，并整合到其染色體DNA上，整合成功的分子學(xué)基礎(chǔ)______________。

（5）據(jù)圖分析，除了通過提高FPP的含量來提高青蒿素的產(chǎn)量外，還可以通過哪些途徑來提高青蒿素的產(chǎn)量? ____________________________。

【答案】FPP基因兩端的核苷酸序列 RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA Ca+ 抗生素Kan 重組質(zhì)粒（目的基因）沒有導(dǎo)入農(nóng)桿菌 Ti質(zhì)粒的T-DNA DNA的分子組成、結(jié)構(gòu)相似 抑制SQS基因的表達(dá)（或增強(qiáng)ADS基因的表達(dá)）

【解析】

1、PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的原理是DNA雙鏈復(fù)制。過程：第一步：加熱至90~95CDNA解鏈；第二步：冷卻到55~60℃，引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈；第三步：加熱至70~75℃，熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始互補(bǔ)鏈的合成。

2、基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲��；②基因表達(dá)載體的構(gòu)建；③將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；④目的基因的檢測(cè)與鑒定。

（1）PCR技術(shù)可在體外快速擴(kuò)增目的基因，PCR的條件：模板（目的基因）、原料（四種脫氧核苷酸）、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶），還需要根據(jù)目的基因FPP基因兩端的核苷酸序列設(shè)計(jì)引物。

（2）圖2中①上啟動(dòng)子是目的基因轉(zhuǎn)錄時(shí)，RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)目的基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。

（3）圖2中的①為構(gòu)建的基因表達(dá)載體（重組質(zhì)粒），需要與鈣離子處理的農(nóng)桿菌混合于培養(yǎng)基中完成轉(zhuǎn)化。重組質(zhì)粒中標(biāo)記基因?yàn)榭股?/span>Kan抗性基因，在含有抗生素Kan 的培養(yǎng)基上培養(yǎng)一段時(shí)間后，挑選出部分菌株，若②不能在含抗生素Kan的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，說明重組質(zhì)粒未導(dǎo)入農(nóng)桿菌。

（4）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的原理是因?yàn)檗r(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒的T-DNA可轉(zhuǎn)移并整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上，能整合成功的原因是DNA的分子組成、結(jié)構(gòu)相似。

（5）據(jù)圖分析，除了通過提高FPP的含量來提高青蒿素的產(chǎn)量外，還可以通過抑制SQS基因的表達(dá)（或增強(qiáng)ADS基因的表達(dá)）來提高青蒿素的產(chǎn)量。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】在傳染病的治療中，抗體發(fā)揮著越來越重要的作用，下圖表示利用現(xiàn)代生物科技手段生產(chǎn)抗體的兩種途徑，據(jù)圖回答下列問題：

（1）圖1和圖2所示過程中，都必須用到的動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)是____________。用PCR技術(shù)擴(kuò)增無限增殖基因除需要原料、能量、模板外還需要____________和____________。

（2）圖1中②過程與植物原生質(zhì)體融合的不同之處是還可用____________誘導(dǎo)，圖2中B所示的細(xì)胞特點(diǎn)是____________。

（3）培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞時(shí)應(yīng)保證被培養(yǎng)的細(xì)胞處于____________的環(huán)境�？贵w在抵抗外來病原體入侵方面具有十分重要的作用，這體現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的____________功能。

（4）單克隆抗體與常規(guī)的血清抗體相比，其最大的優(yōu)越性是____________。

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】濕地由近水邊到陸地可分為光灘區(qū)、近水緩沖區(qū)、核心區(qū)等區(qū)域，科學(xué)家在近水緩沖區(qū)與核心區(qū)進(jìn)行科學(xué)考察、鳥類研究等，發(fā)現(xiàn)生物多樣性十分豐富，孕育著多種植物、動(dòng)物和微生物。植物類核心區(qū)有荻、蒲、蘆葦?shù)韧λ参�，近水緩沖區(qū)有荇菜、蓮、芡實(shí)等浮水植物。請(qǐng)回答下列問題：

（1）區(qū)別濕地中核心區(qū)和近水緩沖區(qū)這兩個(gè)群落的重要特征是__________，該特征的不同體現(xiàn)了濕地群落具有_______結(jié)構(gòu)。

（2）從消耗氧的角度看，該濕地中荇菜與泥鰍的種間關(guān)系是__________。

（3）下圖表示濕地中某鳥類種群一段時(shí)間內(nèi)出生率和死亡率的關(guān)系（①表示出生率，②表示死亡率）。

①該生物種群在下圖所示時(shí)間內(nèi)，數(shù)量增長(zhǎng)模型為________。

②若一段時(shí)間后，上圖中的①②發(fā)生重合，表明此時(shí)該生物種群數(shù)量達(dá)到_________。

（4）在調(diào)査中發(fā)現(xiàn)，斑鳩通過“婚飛”追求配偶，這屬于信息傳遞中的________信息，該事實(shí)說明_________________________________。

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】某生態(tài)系統(tǒng)部分生物的關(guān)系如圖所示�；卮鹣铝袉栴}：

（1）下列屬于該區(qū)域群落研究范疇的有________（填序號(hào)）。

①某種草本植物隨機(jī)分布 ②蝗蟲種群密度 ③蝗蟲和雜食性鳥的種間關(guān)系

④該區(qū)域動(dòng)物、植物的分層現(xiàn)象 ⑤物種豐富度

由于喬木的遮擋程度不同，導(dǎo)致了不同區(qū)域地表的草本植物、真菌等生物種類和數(shù)量有一定差異， 地表生物的這種區(qū)域差異分布體現(xiàn)了群落具有________結(jié)構(gòu)。

（2）如圖所示的食物網(wǎng)中，雜食性鳥類屬于第________營(yíng)養(yǎng)級(jí)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在一定的取食次數(shù)中，雜食性鳥類取食草本植物的次數(shù)是最多的，原因是________。

（3）跳蟲和大型真菌屬于生態(tài)系統(tǒng)中的________，它們?cè)谔佳h(huán)中的作用是________。

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】科研人員將人的紅細(xì)胞分別置于蒸餾水及4種等滲溶液中，測(cè)定紅細(xì)胞溶血（紅細(xì)胞破裂）所需的時(shí)間，結(jié)果如下圖所示。據(jù)圖分析正確的是（ ）

A.不同物質(zhì)的運(yùn)輸速率取決于膜上載體蛋白的數(shù)量

B.與乙醇溶液相比，處在丙酮溶液中的紅細(xì)胞吸水更快

C.四種等滲溶液的溶質(zhì)均可以通過自由擴(kuò)散進(jìn)入紅細(xì)胞

D.紅細(xì)胞無法吸收離子，因?yàn)槠錈o法產(chǎn)生ATP

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】據(jù)研究，光合作用和有氧呼吸第三階段ATP的形成均與膜上ATP合成酶的特點(diǎn)密切有關(guān)：該酶既有運(yùn)輸作用，又有催化作用，能利用質(zhì)子（H+）濃度差的推動(dòng)形成ATP。

（1）ATP合成酶由頭部F1和尾部F0組成，請(qǐng)推測(cè)F0具有____________（填“親水性”或“疏水性”）。

（2）黑暗條件下，小球藻中該酶位于__________膜上。照光條件下，光反應(yīng)產(chǎn)物有ATP、O2和NADPH， NADPH的中文名稱是__________。

（3）有氧呼吸第三階段的化學(xué)反應(yīng)式為：____________________。該過程是一系列化學(xué)反應(yīng)，最后催化H2O形成的是氧化酶，它有多樣性。交替氧化酶（AOX）就是其中一種，其氧化過程沒有質(zhì)子過膜運(yùn)動(dòng)，使得細(xì)胞呼吸過程中釋放的熱量比一般情況__________，這對(duì)某些植物有一定的適應(yīng)意義。

（4）有研究表明，常溫下強(qiáng)光可以誘導(dǎo)植物葉片AOX活性上調(diào)，從而有效減輕強(qiáng)光對(duì)光合作用的抑制。請(qǐng)繪制出光照強(qiáng)度對(duì)凈光合速率影響的曲線圖。

_________________

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】現(xiàn)有①~⑥六個(gè)果蠅品系（都是純種），其中品系①的性狀均為顯性（野生型），品系②~⑥均只有一種性狀是隱性，其他性狀均為顯性。這六個(gè)品系的相關(guān)性狀及控制隱性性狀的基因所在的染色體如下表所示，請(qǐng)回答：

品系

①

②

③

④

⑤

⑥

性狀

均為顯性

殘翅（a）

黑身（b）

紫紅眼（d）

朱紅眼（e）

猩紅眼

相應(yīng)染色體

Ⅱ、Ⅲ、X

Ⅱ

Ⅱ

Ⅲ

X

？

（1）從①~④四個(gè)果蠅品系中選材，能夠驗(yàn)證自由組合定律的交配組合是______，③號(hào)雌果蠅品系和⑤號(hào)雄果蠅品系雜交，F2的性狀分離比是9：3：3：1，說明控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因________（是或者否）符合自由組合規(guī)律，其中灰身暗紅眼（野生型）雄果蠅的比例占______。

（2）請(qǐng)用上表中的字母在下圖中標(biāo)出③號(hào)雌果蠅品系的相關(guān)基因______。

（3）有人認(rèn)為控制紫紅眼和猩紅眼的基因是同源染色體上的非等位基因，也有人認(rèn)為控制紫紅眼和猩紅眼的基因是非同源染色體上的非等位基因，請(qǐng)利用上表相關(guān)材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明，要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論_______（不考慮交叉互換）。

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】下圖是人體縮手反射的反射弧結(jié)構(gòu)，方框甲代表大腦皮層，乙代表脊髓神經(jīng)中樞。以下分析正確的是

A. 圖中e為感受器，a為效應(yīng)器

B. 當(dāng)有刺激作用時(shí)，發(fā)生先縮手后產(chǎn)生痛覺的現(xiàn)象，說明縮手中樞位于乙方框處；痛覺中樞位于甲方框處

C. 受到刺激時(shí)，神經(jīng)纖維d處膜外的電位變化是由負(fù)電位變?yōu)檎娢?/span>

D. 由甲發(fā)出的傳出神經(jīng)纖維末端釋放的神經(jīng)遞質(zhì)只能引起乙的興奮

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】下圖為一些細(xì)胞間的聯(lián)系，a、b為置于神經(jīng)細(xì)胞B和神經(jīng)細(xì)胞D的膜外的電流計(jì)的兩個(gè)微型電極，下列有關(guān)敘述中不正確的是

A. 若從a處切斷神經(jīng)纖維，刺激細(xì)胞b處，效應(yīng)器仍能產(chǎn)生反應(yīng)

B. 給皮膚細(xì)胞A一個(gè)刺激，電流計(jì)的指針能發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)

C. 該圖表示了神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)途徑是細(xì)胞E→細(xì)胞D→細(xì)胞C→細(xì)胞B→細(xì)胞A

D. 相同體積的細(xì)胞D和細(xì)胞E，后者的細(xì)胞膜面積和高爾基體的量通常小于前者

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