精品解析：2024届河北省部分高中二模生物试题变式题21-23

1. 焦虑症又称为焦虑性神经症，以焦虑情绪体验为主要特征。近年来焦虑症的发病率逐渐上升，焦虑人群逐渐趋向年轻化。焦虑症患者体内某些指标会出现不同程度的异常。有研究表明，肠道菌群失调可能引发焦虑症。回答下列问题： （1）焦虑症患者体内分泌GABA（一种神经递质）的神经元受抑制，身体可能会出现不同程度的肌肉紧张。由此可知，该神经递质是一种____性神经递质。研究发现，GABA能使其作用的神经元细胞膜上的Cl-通道____，使膜内外电位差____（填“增大”或“减小”），从而实现其功能。 （2）肠道菌群可调节患者体内某些激素如促肾上腺皮质激素释放激素的释放，该激素由____分泌，经____运输后，将信息传递给靶细胞，通过一系列的调节，进而影响神经元的功能；另一方面，当情绪过度紧张时，大脑可通过____系统给肠道传递信号，影响肠道功能，导致腹痛、腹胀等。 （3）经检测，患者体内TNF-α（肿瘤坏死因子）的含量较高。TNF-α可促进特异性免疫中的____免疫，增强免疫细胞的杀伤活性，含量过高会影响中枢神经系统，引发焦虑情绪。添加益生菌可显著降低TNF-α的含量。某研究小组为验证益生菌能通过调节TNF-α水平来减轻焦虑症状，以焦虑模型小鼠为对象开展实验。 可供选择的实验材料：焦虑模型小鼠若干只、清水、生理盐水、抑制TNF-α产生的药物、促进TNF-α产生的药物、益生菌等。 I．实验思路： ①将大小、年龄和生长状况相似的焦虑模型小鼠随机均分为A、B、C三组； ②给A组焦虑模型小鼠饲喂清水；给B组焦虑模型小鼠饲喂____；给C组焦虑模型小鼠饲喂____； ③一段时间后，观察并检测各组小鼠的焦虑程度和TNF-α水平。 Ⅱ．预测实验结果：若以上结论成立，在图中用柱状图表示各组预期实验结果____。 【答案】（1） ①. 抑制 ②. 打开 ③. 增大 （2） ①. 下丘脑 ②. 体液 ③. 神经 （3） ①. 细胞 ②. 益生菌 ③. 抑制TNF-α产生的药物 ④. 【解析】 【分析】免疫系统三大功能是免疫防御（针对外来抗原性异物，如各种病原体）、免疫自稳（清除衰老或损伤的细胞）和免疫监视（识别和清除突变的细胞，防止肿瘤发生）。 【小问1详解】 焦虑症患者体内分泌GABA（一种神经递质）的神经元受抑制，可判断该神经递质是一种抑制性性神经递质。GABA能使其作用的神经元细胞膜上的Cl-通道打开，使膜内外电位差增大，从而实现其功能。 【小问2详解】 促肾上腺皮质激素释放激素由下丘脑分泌，经体液运输后，将信息传递给靶细胞，，通过一系列的调节，进而影响神经元的功能；另一方面，当情绪过度紧张时，大脑可通过神经系统给肠道传递信号，影响肠道功能，导致腹痛、腹胀等。 【小问3详解】 TNF-α可促进特异性免疫中的细胞免疫，增强免疫细胞的杀伤活性，含量过高会影响中枢神经系统，引发焦虑情绪。实验目的为验证益生菌能通过调节TNF-α水平来减轻焦虑症状，给A组焦虑模型小鼠饲喂清水；给B组焦虑模型小鼠饲喂益生菌；给C组焦虑模型小鼠饲喂抑制TNF-α产生的药物。预测实验结果：A组鼠比B、C两组鼠焦虑程度大，并且TNF-α水平较高，柱状图表示如下： 2. 神经一体液一免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。下图表示机体生命活动调节的部分过程，X、Y、Z表示器官或细胞；①②③表示物质。请回答下列问题： （1）使用③进行动物实验时，可以采用的施加方法是___（填“饲喂法”或“注射法”或“饲喂法和注射法”）。 （2）下丘脑-垂体-靶腺轴之间的分级调节可以___，有利于精细调控，从而维持机体的稳态。 （3）图中Z可由___分化而来。 （4）长期焦虑和紧张会导致机体免疫力下降，更容易被病原体感染。据图中信息分析，可能的原因是___。 （5）接种灭活的SARS病毒疫苗能引发___（填“体液免疫”或“细胞免疫”或“体液免疫和细胞免疫”），接种SARS病毒疫苗的人仍可能感染SARS病毒的原因有：①SARS病毒的遗传物质是RNA，容易发生变异；②___（答出1点即可）。 （6）一个神经元可以通过突触影响多个神经元的活动，也可以通过突触接受多个神经元传来的信息，请尝试从突触结构组成解释原因：___。 【答案】（1）饲喂法和注射法 （2）放大激素的调节效应，形成多级反馈调节 （3）B细胞、记忆B细胞 （4）辅助性T细胞活性下降后，细胞因子产生减少（使体液免疫和细胞免疫功能降低） （5） ①. 体液免疫 ②. 接种疫苗后间隔的时间过短，体内还未产生足够的抗体和记忆B细胞；接种疫苗后间隔的时间过长，体内相应的抗体和记忆B细胞的数量大量减少（答出1点即可） （6）一个神经元的轴突末梢可分出许多突触小体，与多个神经元的胞体或树突形成突触，一个神经元的胞体或树突可以与多个神经元的突触小体形成突触 【解析】 【分析】分级调节可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，从而维持机体的稳态。分析图表：X表示下丘脑、Y表示辅助性T细胞、Z表示浆细胞；①是促甲状腺激素释放激素，②是促甲状腺激素，③表示甲状腺激素。 【小问1详解】 ③是甲状腺激素，本质是氨基酸衍生物，使用时采用注射法和饲喂法均可。 【小问2详解】 下丘脑-垂体-靶腺轴之间的分级调节可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，从而维持机体的稳态。 【小问3详解】 图中Z是浆细胞，可由B细胞、记忆B细胞分化而来。 【小问4详解】 Y细胞为辅助性T细胞，图中信息显示，焦虑紧张降低了辅助性T细胞的活性，辅助性T细胞可以分泌细胞因子，细胞因子在体液免疫和细胞免疫中均能发挥作用。故据图中信息分析，长期焦虑和紧张会导致机体免疫力下降，更容易被病原体感染，可能的原因是辅助性T细胞活性下降后，细胞因子产生减少（使体液免疫和细胞免疫功能降低）。 【小问5详解】 接种灭活的SARS病毒疫苗能引发体液免疫，但不能侵入靶细胞内，故不能引发细胞免疫。接种SARS病毒疫苗的人仍可能感染SARS病毒的原因有：①SARS病毒的遗传物质是RNA，容易发生变异；②接种疫苗后间隔的时间过短.体内还未产生足够的抗体和记忆B细胞；③接种疫苗后间隔的时间过长，体内相应的抗体和记忆B细胞数量大量减少。 【小问6详解】 突触一般由轴突末梢突触小体和另一个神经元的胞体或树突构成。一个神经元可以通过突触影响多个神经元的活动，也可以通过突触接受多个神经元传来的信息，从突触结构组成的角度来看，原因可能是：一个神经元的轴突末梢可分出许多突触小体，与多个神经元的胞体或树突形成突触，一个神经元的胞体或树突可以与多个神经元的突触小体形成突触。 3. 抑郁症是一种常见的精神障碍性疾病，临床表现为情绪低落、悲观、认知功能迟缓等症状，严重者可出现自杀倾向。大鼠为抑郁症研究的常用实验动物，科学家展开了一系列研究。回答下列问题： （1）抑郁症模型大鼠存在甲状腺功能异常，且甲状腺激素水平与病程、病情严重程度具有相关性，据此推测其甲状腺激素含量_________，原因是甲状腺激素具有_________作用。 （2）科学家利用抑郁症模型大鼠进一步研究，发现其下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴（HPA 轴）功能亢进，其致病机理如图。糖皮质激素含量的升高将导致突触前膜上5-羟色胺转运体数量_________，引起突触间隙中5-羟色胺数量降低，导致突触后膜无法正常产生_________，从而导致抑郁。据上分析5-羟色胺属于_________（兴奋性/抑制性）神经递质。 （3）抑郁症患者体内往往存在神经元损伤的现象，造成神经元兴奋性_________。小胶质细胞作为中枢神经系统中的常驻免疫细胞，与神经元保护密切相关，其激活存在两种模式：M1模式，活化后会分泌肿瘤坏死因子等损伤神经元；M2模式，活化后能分泌转化生长因子β等有利于神经元损伤的修复，这两种激活模式变化的根本原因是_________。药物厚朴酚可通过影响小胶质细胞来进行抑郁症的治疗，推测其作用机理为_________。 （4）除了科学用药之外，更好地缓解抑郁的途径还有_________（写出1点即可）。 【答案】（1） ①. 降低 ②. 提高神经系统兴奋性 （2） ①. 增多 ②. 动作电位（兴奋） ③. 兴奋性 （3） ①. 降低 ②. 基因的选择性表达 ③. 诱导小胶质细胞向M2模式转化，抑制向M1模式转化 （4）适量运动、经常与朋友聊天、适当减压等 【解析】 【分析】兴奋在神经元之间的传递：兴奋在神经元之间的传递是通过突触完成的，突触包括突触前膜、突触后膜和突触间隙，突触前膜内的突触小泡含有神经递质，神经递质以胞吐的形式分泌到突触间隙，作用于突触后膜上的受体，引起突触后膜所在神经元兴奋或抑制；由于神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜上的受体，因此兴奋在神经元之间的传递是单向的。 【小问1详解】 抑郁症是一种常见精神障碍性疾病，临床表现为情绪低落、悲观，认知功能迟缓等症状，严重者可出现自杀倾向。甲状腺激素具有提高神经系统兴奋性的功能，据此可推测抑郁症患者体内的甲状腺激素水平偏低。 【小问2详解】 糖皮质激素含量的升高将导致突触前膜上5-羟色胺转运体数量增多，引起突触间隙中5-羟色胺数量降低，导致突触后膜无法正常产生动作电位（兴奋），从而导致抑郁。据上分析5-羟色胺属兴奋性神经递质。 【小问3详解】 抑郁症患者体内往往存在神经元损伤的现象，造成神经元兴奋性降低，M1模式，活化后会分泌肿瘤坏死因子等损伤神经元；M2模式，活化后能分泌转化生长因子β等有利于神经元损伤的修复，这两种激活模式变化的根本原因是基因的选择性表达。药物厚朴酚可通过影响小胶质细胞来进行抑郁症的治疗，推测其作用机理为诱导小胶质细胞向M2模式转化，抑制向M1模式转化。 【小问4详解】 除了科学用药之外，更好地缓解抑郁的途径还有适量运动、经常与朋友聊天、适当减压等。 4. 抑郁症是一种精神疾病，以显著而持久的心境低落为主要临床特征，严重困扰患者的生活和工作。研究表明抑郁症的发生与单胺类神经递质如5-羟色胺（5-HT）的含量减少有关。已知单胺氧化酶A（Maoa）是5-HT的降解酶。 （1）释放5-HT的神经元主要聚集在大脑的中缝核部位，为进一步探究抑郁症患者突触间隙中的5-HT含量下降的原因，研究人员利用抑郁症模型大鼠进行了实验，结果如下表所示： 组别 数量 中缝核SERT相对含量 对照组 10只 0.59 模型组 10只 0.99 （注：SERT是一种回收突触间隙中的5-HT的转运蛋白） 由表中的结果分析抑郁症患者突触间隙中的5-HT含量下降的原因是______。临床上常采用氟西汀来治疗，推测氟西汀能______（促进/抑制）突触间隙5-HT的回收。单胺氧化酶抑制剂也可作为抗抑郁症药物，其作用机理与氟西汀______（相同/不同）。 （2）研究发现黑色素瘤小鼠的细胞毒性T细胞中Maoa基因异常高表达。为探明Maoa基因表达与细胞毒性T细胞活性的关系，进行了如图实验，结果如图，说明Maoa基因表达会 ______（促进/抑制）细胞毒性T细胞的活性。 （3）适量有氧运动可以治疗抑郁症，可设计以下实验验证该结论：取生理状态相同抑郁症模型大鼠随机均等分为三组，一组不做处理，一组用适宜剂量的氟西汀处理，还有一组处理方式为 ____________；另取不做处理的相同数量正常大鼠作为对照，在适宜条件下饲养相同时间，定期检测并计算每组大鼠 ____________含量的平均值。 （4）《神农本草经》中提到人参有“安精神，定魂魄之功效”。研究者展开了人参有效成分人参皂苷（Rg）能否抗抑郁的研究，采用慢性温和不可预见性刺激（CUMS）的方法建立大鼠抑郁症模型，将氟西汀和Rg分别溶于双蒸水制成溶液进行灌胃，用强迫游泳的行为学方法来检测大鼠的抑郁行为学变化。结果如下表所示： 组别 处理 动物在水中的不动时间（秒） 1 不用CUMS处理 82±15 2 CUMS 123±11 3 CUMS+氟西汀10mg/Kg 92±28 4 CUMS+Rg10mg/Kg 63±29 （注：动物在水中的不动时间可评价抑郁程度） 根据实验结果推测在已有氟西汀的情况下，Rg______（有/没有）作为抗抑郁中药的研究前景，并说明理由：________________________。 【答案】（1） ①. 抑郁症患者中缝核SERT相对含量高，5-HT的回收量增加，造成突触间隙中5-HT含量下降 ②. 抑制 ③. 不同 （2）抑制 （3） ①. 给予适量有氧运动干预 ②. 突触间隙内5-HT （4） ①. 有 ②. 4组与2组比较说明人参皂苷可抗抑郁，4组与3组比较说明人参皂苷比氟西汀抗抑郁效果还要好 【解析】 【分析】兴奋在两个神经元之间传递是通过突触进行的。突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分组成。神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中，只能由突触前膜释放，进入突触间隙，作用于突触后膜上的特异性受体，引起下一个神经元兴奋或抑制，所以兴奋在神经元之间的传递是单向的。突触可完成“电信号→化学信号→电信号”的转变。 【小问1详解】 由表中的结果可知，抑郁症患者突触间隙中缝核SERT相对含量高，5-HT的回收量增加，造成突触间隙中5-HT含量下，进而导致兴奋在突触间的传递受到影响，表现为抑郁。临床上常采用氟西汀来治疗，推测氟西汀可能抑制突触间隙5-HT的回收，进而可以增加突触间隙中5-HT的含量，起到缓解抑郁的作用。若单胺类氧化酶抑制剂也可作为抗抑郁症药物，其作用机理与氟西汀不同，即单胺类氧化酶抑制剂通过抑制5-HT的分解实现了突触间隙中5-HT的增加，起到了缓解抑郁症的作用。 【小问2详解】 题目信息显示，单胺氧化酶A（Maoa）是5-HT的降解酶，实验结果显示Maoa 基因敲除小鼠的肿瘤体积显著小于野生型小鼠，说明 Maoa基因表达会抑制细胞毒性T细胞的活性，可见黑色素瘤小鼠的细胞毒性T细胞的免疫作用被抑制，从而减弱免疫系统的免疫监视功能。 【小问3详解】 为了验证适量有氧运动可以治疗抑郁症，实验的自变量是是否进行有氧运动：可选取生理状态相同的抑郁症模型大鼠随机均等分为三组，一组不做处理，一组用适宜剂量的氟西汀处理（作为条件对照），还有一组处理方式为给予适量有氧运动干预（实验组）；另取不做处理的相同数量正常大鼠作为对照，在适宜条件下饲养相同时间，定期检测并计算每组大鼠突触间隙内5-HT含量的平均值，上述结论支配下的实验结果应该是进行有氧运动的实验组中5-HT含量高于不做处理的模型组，且与氟西汀处理组含量相近，但都低于正常大鼠组。 【小问4详解】 本实验目的是研究人参有效成分人参皂苷（Rg）能否抗抑郁，则实验的自变量是有无Rg，故该实验的对照组是1、2、3；实验设计应遵循对照与单一变量原则，故第1组应为空白对照，具体处理是不用慢性温和不可预见性刺激的方法处理，每天灌胃等量的双蒸水排除溶剂的影响。分析实验结果显示，3、4组与2组相比，大鼠不动时间明显缩短，说明人参皂苷可抗抑郁，且比度洛西汀抗抑郁效果还要好，故Rg有作为抗抑郁中药的研究前景。　 5. 将实验小鼠放入攻击性极强小鼠的领地，被多次攻击后，实验小鼠会出现“社交挫败应激(SDS)”。科学家发现 SDS 会引起小鼠脑部 VTA 区某些神经元活性显著增强，PVN区与LH区也会产生变化，肾上腺皮质激素水平(表征SDS程度的指标)会显著升高，抑制T淋巴细胞活化， 图1是上述过程示意图。 （1）据图1分析， 小鼠体内参与SDS 调节的系统有 。 A. 神经系统 B. 内分泌系统 C. 消化系统 D. 免疫系统 （2） 小鼠出现 SDS 现象, 激活 VTA 区释放 GABA(神经递质)的神经元，使突触后神经元受抑制。图2是该突触传递的过程。据图2分析，下列叙述正确的是 。 A. 通过主动运输释放GABA B. GABA被转运进入突触后神经元 C. 突触后膜Na⁺内流 D. 突触后膜不发生电位反转 （3）结合已有知识分析与GABA 定向运输、分泌有关的细胞结构有 。 A. 细胞骨架 B. 线粒体 C. 高尔基体 D. 中心体 （4）小鼠出现 SDS 后，推测激素a的含量变化可能符合__________(编号选填)。 （5）图1中调控小鼠体内肾上腺皮质激素释放量的相关激素有__________。上述激素之间相互作用以实现调节，请推测这样的调节方式的意义在于__________。 A. 有利于激素信号的逐级放大 B. 有利于对靶细胞的精准调节 C. 有利于内环境中激素含量的稳定 D. 有利于不断增加对靶细胞的调节强度 （6）下列关于 SDS 小鼠免疫功能的推测正确的是 。 A. 肾上腺皮质激素可以作为信号分子调节细胞免疫 B. 肾上腺皮质激素可以为T淋巴细胞代谢提供能量 C. 相比对照组，SDS 小鼠的免疫系统的功能增强 D. 相比对照组，SDS 小鼠更容易发生感染和肿瘤 睡眠主要分为浅睡眠和深睡眠。科学家发现，SDS 会改变小鼠睡眠，并对社交压力产生影响， 结果如图。 （7）据上图分析 SDS对睡眠的影响为________________________________________。据图判断，睡眠会__________(加剧/缓解)小鼠的 SDS 症状。综合上述信息，在下列示意图中构建 SDS 小鼠脑部 VTA、PVN和LH三个区域的调节关系__________________(用“→”和“+”、“一”表示) 【答案】（1）ABD （2）D （3）ABC （4）①④ （5） ①. 促肾上腺皮质激素释放激素、促肾上腺皮质激素 ②. ABC （6）AD （7） ①. 浅睡眠和深睡眠时间均增加 ②. 缓解 ③. VTALH，VTAPVN 【解析】 【分析】肾上腺皮质激素的调节过程：下丘脑→促肾上腺皮质激素释放激素→垂体→促肾上腺皮质激素→肾上腺→肾上腺皮质激素，同时肾上腺皮质激素还能对下丘脑和垂体进行负反馈调节。 【小问1详解】 据图1分析，参与SDS 调节的有 VTA 区某些神经元活性显著增强（神经系统），肾上腺皮质激素水平(表征SDS程度的指标)会显著升高（内分泌系统），抑制T淋巴细胞活化（免疫系统），ABD正确。 故选ABD。 【小问2详解】 A、释放GABA过程为胞吐，A错误； B、GABA与突触后膜的受体结合起作用，不进入突触后神经元，B错误； C、突触后神经元受抑制，因此可知不会引起突触后膜Na⁺内流，C错误； D、突触后神经元受抑制，所以突触后膜不发生电位反转，D正确。 故选D。 【小问3详解】 参与囊泡运输、分泌的结构有细胞骨架（协助运输）、线粒体（提供能量）、高尔基体（产生囊泡），ABC正确。 故选ABC。 【小问4详解】 正常小鼠（对照组）体内激素a（促肾上腺皮质激素释放激素）先升高，当肾上腺皮质激素浓度上升后，抑制促肾上腺皮质激素释放激素使其减少，a激素含量相对稳定，而SDS小鼠肾上腺皮质激素水平(表征SDS程度的指标)会显著升高，最终体内激素a（促肾上腺皮质激素释放激素）浓度会下降，①④正确。 故选①④。 【小问5详解】 图1中调控小鼠体内肾上腺皮质激素释放量的相关激素有激素a（促肾上腺皮质激素释放激素）、激素b（促肾上腺皮质激素）。上述激素的分解调节，意义是有利于激素信号的逐级放大，对靶细胞的精准调节，内环境中激素含量的稳定，ABC正确； 故选ABC。 【小问6详解】 A、肾上腺皮质激素可以作为信号分子抑制T淋巴细胞活化，从而调节细胞免疫，A正确； B、肾上腺皮质激素作为信号分子，不能提供能量，B错误； C、相比对照组，SDS 小鼠抑制T淋巴细胞活化，免疫系统的功能减弱，C错误； D、相比对照组，SDS 小鼠抑制T淋巴细胞活化，细胞免疫减弱，更容易发生感染和肿瘤，D正确。 故选AD。 【小问7详解】 由图可知SDS组浅睡眠和深睡眠时间均增加。折线图中，DDS睡眠剥夺后，肾上腺皮质激素水平更高，可知睡眠会缓解小鼠的 SDS 症状。 SDS 会引起小鼠脑部 VTA 区某些神经元活性显著增强，而LH区活动也较强（睡眠增多），PVN区受到抑制（促肾上腺皮质激素释放激素）水平不改变。即VTALH，VTAPVN。 6. 药物A是从某植物体中提取的一种蛋白质，对治疗糖尿病具有良好的疗效。某研究团队运用生物工程相关技术，利用链霉菌来生产这种药物。如图所示为培养和筛选能生产药物A的链霉菌的过程。回答下列相关问题： （1）科学家根据药物A的氨基酸序列人工合成DNA片段，由于____，该方法得到的DNA片段有多种可能。若要运用PCR技术从植物的“基因海洋”中扩增出药物A基因，前提是____。将重组DNA与载体连接导入链霉菌后，需要对重组链霉菌进行检测和鉴定。判断药物A基因是否导入链霉菌常用____等技术进行检测，这属于____水平的检测。 （2）重组DNA中的P是启动子，它的作用是____；Neo基因为卡那霉素抗性基因，它的主要作用是____。 （3）将能生产药物A的链霉菌接种到生物发酵罐中，运用发酵工程大规模生产药物A。在发酵之前要对培育的链霉菌菌种进行____，发酵过程中须监测和控制发酵罐中的____和溶解氧量等，使发酵过程维持在适宜状态。发酵罐在使用前，必须经过严格的灭菌，如果不进行严格的灭菌，导致的后果可能是____（答出一点）等。 【答案】（1） ①. 一种氨基酸可能由多种密码子编码（密码子具有简并性） ②. 已知药物A基因的序列 ③. PCR扩增、DNA分子杂交等 ④. 分子 （2） ①. 提供RNA聚合酶识别并结合的位点，起始转录 ②. 作为标记基因用于检测目的基因是否成功转入并表达 （3） ①. 扩大培养 ②. 温度、pH等 ③. 杂菌污染导致链霉菌数量不足，药物A的产量下降 【解析】 【分析】基因工程的原理是基因重组，基因工程的基本操作程序为：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。 【小问1详解】 科学家根据药物A的氨基酸序列人工合成DNA片段，由于一种氨基酸可能由多种密码子编码（密码子具有简并性），根据碱基互补配对原则，该方法得到的DNA片段有多种可能；若要运用PCR技术从植物的“基因海洋”中扩增出药物A基因，前提是已知药物A基因的序列，从而能设计出用于PCR扩增出该基因的引物；将重组DNA与载体连接导入链霉菌后，需要对重组链霉菌进行检测和鉴定，判断药物A基因（目的基因）是否导入链霉菌常用特异性引物对该链霉菌的DNA进行PCR扩增或制备药物A基因的DNA探针进行DNA分子杂交等技术进行检测该基因是否存在；DNA、RNA、蛋白质等分子的检测属于分子水平的检测。 【小问2详解】 启动子的作用是提供RNA聚合酶识别并结合的位点，起始转录；Neo基因为卡那霉素抗性基因，与目的基因（药物A基因）拼接后一起导入到链霉菌，故其主要作用是作为标记基因用于检测目的基因是否成功转入并表达。 【小问3详解】 运用发酵工程大规模生产药物A，故在发酵之前要对培育的链霉菌菌种进行扩大培养，增加菌体数量，以提高药物A 的产量；适宜的生长条件有利于发酵的进行，故发酵过程中须监测和控制发酵罐中的温度、pH和溶解氧量等环境因素，使发酵过程维持在适宜状态；如果不进行严格的灭菌，导致的后果可能是杂菌污染导致链霉菌数量不足，药物A的产量下降。 7. 甲基对硫磷（MP）和呋喃丹为两种剧毒农药，科研人员拟将甲基对硫磷水解酶基因（mpd）导入到呋喃丹降解菌（CDS-1）拟核的16SrDNA内，以获得能同时降解两种农药的新菌株，用于环境污染的修复，部分实验步骤如图所示。 回答下列问题： （1）在扩增mpd基因时，应在引物的___________（填“5’”或“3’”）端添加NheI酶识别序列，以便插入到质粒pMDR的16SrDNA内。为确保mpd基因可表达出正常水解酶，其上下游序列需分别具备__________和___________。质粒pMDR经基因重组改造得到质粒pWSMK时，插入的SacB作为_________，用于后续筛选。在扩增质粒pWSMK时，应将其导入必须含有___________基因的宿主细胞中。 （2）用质粒pWSMK转化不含λpir基因的CDS-1。若质粒pWSMK通过mpd基因一侧的16SrDNA片段与CDS-1内源的16SrDNA发生配对，并首先将整个质粒插入到CDS-1内源的16SrDNA中，则可在_________的培养基中筛选出相应菌落。将上述菌落更换到不含___________的培养基中继续培养。若部分CDS-1在培养过程中质粒pWSMK其余部分丢失，最终仅mpd基因留在拟核的16SrDNA中，则可挑取上述菌落并涂布到含_________的培养基中，从而初步筛选出目的菌。 （3）为进一步鉴定mpd基因是否插入到目的菌的16SrDNA位点，应提取目的菌的总DNA做为模板，并选择图中引物__________进行扩增。检查目的菌是否培育成功还需将其加入到含__________的培养基中进行鉴定。 【答案】（1） ①. 5’ ②. 启动子 ③. 终止子 ④. 标记基因 ⑤. λpir （2） ①. 氨苄青霉素 ②. 蔗糖 ③. 蔗糖 （3） ①. 2和3 ②. 甲基对硫磷 【解析】 【分析】PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3’端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端向3'端延伸的。 【小问1详解】 在扩增mpd基因时，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3’端开始延伸DNA链，为了保证目的基因的完整性，应在引物的5’端添加NheI酶识别序列，以便插入到质粒pMDR的16SrDNA内。为确保mpd基因可表达出正常水解酶，其上下游序列需分别具备启动子和终止子。SacB基因使细菌在含蔗糖培养基中死亡，质粒pMDR经基因重组改造得到质粒pWSMK时，插入的SacB作为标记基因，用于后续筛选。质粒pWSMK只有当宿主细胞含λpir基因时质粒才能正常独立复制，否则质粒很快丢失，故在扩增质粒pWSMK时，应将其导入含有λpir基因的宿主细胞中。 【小问2详解】 用质粒pWSMK转化不含λpir基因的CDS-1。若质粒pWSMK通过mpd基因一侧的16SrDNA片段与CDS-1内源的16SrDNApWSMKmpd基因留在拟核的16SrDNA中，则可在含氨苄青霉素的培养基中筛选出相应菌落。将上述菌落更换到不含蔗糖的培养基中继续培养。若部分CDS-1在培养过程中质粒pWSMK其余部分丢失，最终仅mpd基因留在拟核的16SrDNA中，因为此时的SacB基因已经丢失，则可挑取上述菌落并涂布到含蔗糖的培养基中，从而初步筛选出目的菌。 【小问3详解】 为进一步鉴定mpd基因是否插入到目的菌的16SrDNA位点，应提取目的菌的总DNA作为模板，由于PCR过程中子链的延申是从引物的3‘端开始的，且为了检测目的基因的存在，因此应该选择的是并选择图中引物2和3进行扩增。检查目的菌是否培育成功还需将其加入到含甲基对硫磷的培养基中进行鉴定，看甲基对硫磷是否被分解来进行鉴定。 8. 我国是棉花的生产和消费大国。棉花种植时容易受到棉铃虫侵袭，严重时可使棉田绝收。苏云金杆菌能产生Bt抗虫蛋白来杀死棉铃虫。我国科学家将该细菌的杀虫基因转到棉花细胞中，让棉花产生Bt抗虫蛋白（编码基因长约2000bp）来抵抗虫害。回答下列问题。 （1）对Bt抗虫蛋白基因进行PCR扩增时，为维持酶活性，需要在一定的________（溶液）中进行。随后使用两种限制酶BamHI和HindⅢ同时酶切已扩增的目的基因和质粒，再使用_________进行连接，可防止目的基因、质粒的自身环化或反接，随后用重组表达载体（大小为5000bp）转化大肠杆菌。 （2）为检测目的基因是否已成功导入大肠杆菌，研究人员从大肠杆菌菌落提取质粒后，分别使用BamHI和HindⅢ双酶切、BamHI单酶切，通过电泳检测酶切结果，并采用未转化的大肠杆菌菌落作为对照，依据图a判断，目的基因_________（填“已”或“未”）导入大肠杆菌，若要证明双酶切产物中2000bp为目的基因片段，采用的检测方法有_______（写出1种）。 （3）研究人员将重组表达载体导入棉花细胞并成功表达出Bt抗虫蛋白。研究发现，Bt抗虫蛋白被害虫分解为多肽后，与害虫肠道上皮细胞的细胞膜结合，导致细胞膜穿孔，使害虫渗透压失衡而死亡。形成的孔道结构越稳定，Bt抗虫蛋白对害虫的毒性越大。 ①已知Bt抗虫蛋白部分结构参与了昆虫肠上皮细胞膜中孔道的形成。该部分结构中存在多个螺旋，其中第5号螺旋中部疏水，两端亲水（图b），从细胞膜结构的角度分析，第5号螺旋能够贯穿于细胞膜的原因是_______。 ②研究人员通过解析Bt抗虫蛋白晶体的结构发现，第5号螺旋处的第168位氨基酸是孔道结构稳定性的关键，将该位点氨基酸替换为疏水性更强的精氨酸后，就有可能提高孔道结构的稳定性。根据这一研究结果，请写出后续利用蛋白质工程培育出抗虫能力更强的转基因棉花的基本思路：________。 【答案】（1） ①. 缓冲液 ②. DNA连接酶 （2） ①. 已 ②. 琼脂糖凝胶电泳法 （3） ①. 磷脂双分子层是细胞膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，两侧是亲水端。第5号螺旋中部疏水，两端亲水，其结构特点与细胞膜结构特点相似，所以第5号螺旋能够贯穿于细胞膜。 ②. 把Bt抗虫蛋白第5号螺旋处的第168位氨基酸替换成精氨酸，找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因） 或合成新的基因，再把该基因与载体构建成基因表达载体，导入受体细胞获得所需要的蛋白质。 【解析】 【分析】1、基因工程技术的基本步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。 2、DNA分子具有可解离的基团，在一定 的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来。 【小问1详解】 为了维持酶活性，PCR反应需要在一定的缓冲液中才能进行。切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子，是靠DNA 连接酶来完成的。 【小问2详解】 依题意可知，重组表达载体大小为5000bp，Bt抗虫蛋白编码基因长约2000bp，所以载体大小为3000bp。编码基因和载体是通过双酶切口连接的，所以如果含有重组基因表达载体，双酶切的片段大小分别为3000bp、2000bp，单酶切的片段大小为5000bp。结合图中数据，从大肠杆菌菌落提取的质粒双酶切的片段大小分别为3000bp、2000bp，单酶切的片段大小为5000bp，所以目的基因已导入大肠杆菌。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定，所以若要证明双酶切产物中2000bp为目的基因片段，可采用琼脂糖凝胶电泳法检测。 【小问3详解】 ①细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，其内部是磷脂分子的疏水端，两侧是亲水端。第5号螺旋中部疏水，两端亲水，其结构特点与细胞膜结构特点相似，第5号螺旋贯穿于细胞膜中时，形成的孔道结构可以稳定存在。 ②蛋白质工程的基本思路是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的 氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因） 或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。Bt抗虫蛋白晶体的结构已被解析，也已知第5号螺旋处的第168位氨基酸是孔道结构稳定性的关键及精氨酸疏水性更强，所以后续的思路是：把Bt抗虫蛋白第5号螺旋处的第168位氨基酸替换成精氨酸，找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因） 或合成新的基因，再把该基因与载体构建成基因表达载体，导入受体细胞获得所需要的蛋白质。 9. 在未断奶的小牛胃中存在一种凝乳酶，被广泛应用于奶酪和酸奶的生产。科学家将编码牛凝乳酶的基因（长度1.5kb）导入大肠杆菌获得工程菌，再通过工业发酵批量生产凝乳酶。 （1）提取小牛胃黏膜组织中的mRNA，经逆转录得到cDNA，选择合适的引物进行PCR扩增，PCR引物碱基数一般在20～30个之间，过短则导致____。 （2）如表为操作过程中可能用到的限制酶，图1为获得的目的基因及末端（除黏性末端序列外，其他碱基序列省略），图2为要使用的质粒，其中的Tetr、Ampr分别为四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因。对质粒进行切割时，选用的两种限制酶为____。目的基因和质粒能连接成重组质粒的原因是____，导入的目的基因在受体细胞中能成功表达的理论基础是____。 限制酶 BamHⅠ BclⅠ SmaⅠ Sau3AⅠ 识别位点及切割位点 —G↓GATCC— —T↓GATCA— —CCC↓GGG— —↓GATC— （3）将转化后的大肠杆菌接种在含____的培养基上进行培养，随机挑取菌落（分别编号为1、2、3、4）培养并提取质粒，用（2）中选用的两种限制酶进行酶切，酶切产物经电泳分离，结果如下图，____号菌落的质粒很可能是含目的基因的重组质粒。 注：M为指示分子大小的标准参照物；小于0.2kb的DNA分子条带未出现在图中 （4）已知凝乳酶第20、24位氨基酸变成半胱氨酸，其活性可显著提高。科研人员希望运用蛋白质工程技术获得活性更强的凝乳酶，请选用合适的措施编号并排序：____。（用箭头表示） ①重组DNA分子导入大肠杆菌 ②随机改变凝乳酶基因的序列 ③分析突变蛋白功能，设计结构 ④改变凝乳酶基因的特定序列 ⑤培养细胞后提纯突变蛋白 ⑥将改变后的凝乳酶基因与质粒重组 【答案】（1）特异性降低 （2） ①. BclⅠ和SmaⅠ ②. 有相同的黏性末端可发生碱基互补配对 ③. 遗传信息的传递都遵循中心法则或生物界共用一套遗传密码 （3） ①. 四环素 ②. 2 （4）③→④→⑥→①→⑤ 【解析】 【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。（4）目的基因的检测与鉴定。 【小问1详解】 引物与模板之间遵循碱基互补配对原则，若引物太短则特异性降低。 【小问2详解】 基因表达载体构建时，需要将目的基因和运载体切出相同的黏性末端，图示BamHⅠ会破坏目的基因，故对质粒进行切割时，选用的两种酶为BclⅠ和SmaⅠ。目的基因和质粒能连接成重组质粒的原因是有相同的黏性末端可发生碱基互补配对，导入的目的基因在受体细胞中能成功表达的理论基础是遗传信息的传递都遵循中心法则或生物界共用一套遗传密码。 【小问3详解】 图中构建目的基因表达载体时，氨苄青霉素抗性基因被限制酶破坏，故将转化后的大肠杆菌接种在四环素的培养基上进行培养及筛选；如果用BclⅠ和SmaⅠ两种酶切割重组质粒，电泳后将获得分别含有质粒和目的基因的两条条带，2、3含有两条条带，2中其中一条条带为1.5kb，3中其中一条条带为1kb，由于牛凝乳酶的基因大小为1.5kb，所以对应电泳图是菌落2很可能是含目的基因的重组质粒。 【小问4详解】 蛋白质工程的过程为：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因），其前提是基因工程，故运用蛋白质工程技术从大肠杆菌中获得活性更强的凝乳酶，具体过程为：③分析突变蛋白功能，设计结构→④改变凝乳酶基因的特定序列→⑥将改变后的凝乳酶基因与质粒重组→①重组DNA分子导入大肠杆菌→⑤培养细胞后提纯突变蛋白。 10. 为使甘蓝具有抗除草剂能力，科研人员将除草剂草甘膦抗性基因转入甘蓝植株，获得抗草甘膦转基因甘蓝。回答下列问题： （1）草甘膦抗性基因一条链的两端序列如图1所示，采用PCR 技术获取和扩增草甘膦抗性基因时应选用的2种引物序列是______________________________(标出5'端和 3'端)。若初始加入1个草甘膦抗性基因，则历经 4 次 PCR 循环需要消耗引物数量为______________个。 （2）图2中步骤③将农杆菌与甘蓝愈伤组织共培养后，在步骤④的培养基中添加____________以便筛选出含目的基因的甘蓝植株。添加此抗生素而不选用添加另一种抗生素筛选的原因_______________________________________________________。 （3）若要获得抗除草剂能力更强的转基因甘蓝植株，可以用草甘膦抗性基因进行改造，最终得到相应的蛋白质，该过程需用到_____________工程。检测转基因甘蓝植株是否产生抗除草剂蛋白，所用的方法是__________。 （4）为确定步骤③中 T-DNA(碱基序列已知)的插入位置，往往需要用反向 PCR 技术测定插入部位的碱基序列，其原理如图： ①不直接在上图a中的 DNA分子的两端设计引物并进行扩增，原因是__________________________________。 ②PCR 测序与反向 PCR _______________(填“可以”或“不可以”)选用相同的一对引物,原因_____________________________。 【答案】（1） ①. 5′-CTTGGATGAT-3'和5'-TCTGTTGAAT-3' ②. 30 （2） ①. 潮霉素 ②. 由图可知潮霉素抗性基因在T-DNA片段中，卡那霉素抗性基因不在T-DNA片段中，所以潮霉素抗性基因可随T-DNA转移到被侵染的细胞，并且随其整合到该细胞的染色体DNA上，从而使含目的基因的甘蓝植株有抗潮霉素的抗性，所以能在含潮霉素的培养基上筛选含目的基因的甘蓝植株 （3） ①. 蛋白质 ②. 抗原—抗体杂交 （4） ①. T-DNA两端序列未知，无法设计引物 ②. 可以 ③. PCR测序与反向PCR扩增的片段相同，可选用相同的一对引物 【解析】 【分析】1、基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取，②基因表达载体的构建，③将目的基因导入受体细胞，④目的基因的检测与鉴定。 2、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。 【小问1详解】 图l所示碱基序列磷酸端为5′端，羟基端为3′端，在进行PCR操作时，引物应分别从基因两条链的3′端根据碱基互补配对原则结合，根据图中两端序列可推知选用的2种引物序列是5′-CTTGGATGAT-3′和5′-TCTGTTGAAT-3′。若初始加入1个草甘膦抗性基因，则历经 4 次 PCR 循环可形成16个DNA分子，其中原有2条母链的没有引物，其余子链都有引物，故需要消耗引物数量为15×2＝30个。 【小问2详解】 图2中步骤③将农杆菌与甘蓝愈伤组织共培养后，在步骤④的培养基中添加潮霉素以便筛选出含目的基因的甘蓝植株。由图可知潮霉素抗性基因在T-DNA片段中，卡那霉素抗性基因不在T-DNA片段中，所以潮霉素抗性基因可随T-DNA转移到被侵染的细胞，并且随其整合到该细胞的染色体DNA上，从而使含目的基因的甘蓝植株有抗潮霉素的抗性，所以能在含潮霉素的培养基上筛选含目的基因的甘蓝植株。 【小问3详解】 对草甘膦抗性基因进行改造，最终得到相应的蛋白质，该过程需用到蛋白质工程。检测转基因甘蓝植株是否产生抗除草剂蛋白，可以用抗原-抗体杂交的方法。 【小问4详解】 ①不直接在上图a中的 DNA分子的两端设计引物并进行扩增，原因是T-DNA两端序列未知，无法设计引物。 ②由于PCR测序与反向PCR扩增的片段相同，所以PCR 测序与反向 PCR可选用相同的一对引物。 【点睛】本题主要考查基因工程和蛋白质工程的应用相关知识，识记和理解目的基因的获取、表达载体的构建以及目的基因的检测等知识是解答本题的关键。 11. 果蝇的性别决定方式为XY型，研究人员利用长翅腿部有斑纹雌蝇与残翅腿部无斑纹雄蝇杂交，F₁雌雄果蝇均为长翅腿部有斑纹，F1雌雄果蝇随机交配，F2中长翅腿部有斑纹雌蝇：长翅腿部有斑纹雄蝇：长翅腿部无斑纹雄蝇：残翅腿部有斑纹雌蝇：残翅腿部有斑纹雄蝇：残翅腿部无斑纹雄蝇=4：2：2：2：1：1。设控制翅型的基因为A/a，控制腿部斑纹的基因为B/b，不考虑X和Y染色体的同源区段、交换、突变以及雌雄配子均致死的情况。回答下列问题： （1）果蝇作为遗传学的研究材料，其优点是____（答出两点）。上述两对相对性状中显性性状是____。 （2）A/a基因与B/b基因位于____对同源染色体上，判断的依据是____（从两个角度进行说明）。 （3）上述杂交实验中，F2中果蝇的翅型性状偏离正常的分离比，可能的原因是____。 请设计实验进行探究，写出简要实验思路和预期结果与结论。 实验思路：____。 预期结果与结论：____。 【答案】（1） ①. 果蝇个体小、易饲养、繁殖快、有易于区分的相对性状、染色体数目少 ②. 长翅和腿部有斑纹 （2） ①. 两 ②. 研究人员利用长翅腿部有斑纹雌蝇与残翅腿部无斑纹雄蝇杂交，F1雌雄果蝇均为长翅腿部有斑纹，F1雌雄果蝇随机交配，F2中长翅腿部有斑纹雌蝇：长翅腿部有斑纹雄蝇：长翅腿部无斑纹雄蝇：残翅腿部有斑纹雌蝇：残翅腿部有斑纹雄蝇：残翅腿部无斑纹雄蝇=4：2：2：2：1：1，是9：3：3：1的变形，其中有部分配子致死，符合基因的自由组合定律，A/a基因与B/b基因位于两对同源染色体上；F2中长翅：残翅=2：1且不分雌雄，说明该对基因位于常染色体上，腿部有斑纹：腿部无斑纹=3：1，且腿部无斑纹全为雄性，与性别相关联，说明该对基因位于X染色体上，所以A/a基因与B/b基因位于位于两对同源染色体上 （3） ①. AA基因纯合致死 ②. 可选择F1中的多只长翅腿部有斑纹雌（AaXBXb）与F2中的多只长翅腿部无斑纹雄（AaXbY）相互交配，观察后代的表现型及比例， ③. 预期结果为后代无论雌雄都是长翅腿部有斑纹：长翅腿部无斑纹：残翅腿部有斑纹：残翅腿部无斑纹=2：2：1：1。实验结论为AA基因纯合致死。 【解析】 【分析】1、控制性状的基因位于性染色体上，遗传上总是和性别相关联，这种现象叫做伴性遗传。 2、自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。 【小问1详解】 果蝇个体小、易饲养、繁殖快、有易于区分的相对性状、染色体数目少，故常作为遗传学的实验材料。研究人员利用长翅腿部有斑纹雌蝇与残翅腿部无斑纹雄蝇杂交，F1雌雄果蝇均为长翅腿部有斑纹，所以两对相对性状中显性性状是长翅和腿部有斑纹。 【小问2详解】 研究人员利用长翅腿部有斑纹雌蝇与残翅腿部无斑纹雄蝇杂交，F1雌雄果蝇均为长翅腿部有斑纹，F1雌雄果蝇随机交配，F2中长翅腿部有斑纹雌蝇：长翅腿部有斑纹雄蝇：长翅腿部无斑纹雄蝇：残翅腿部有斑纹雌蝇：残翅腿部有斑纹雄蝇：残翅腿部无斑纹雄蝇=4：2：2：2：1：1，是9：3：3：1的变形，其中有部分配子致死，符合基因的自由组合定律，A/a基因与B/b基因位于两对同源染色体上；F2中长翅：残翅=2：1且不分雌雄，说明该对基因位于常染色体上，腿部有斑纹：腿部无斑纹=3：1，且腿部无斑纹全为雄性，与性别相关联，说明该对基因位于X染色体上，所以A/a基因与B/b基因位于位于两对同源染色体上。 【小问3详解】 统计F2的表型发现，长翅：残翅=2：1，偏离了3：1的正常分离比，可能的原因是AA纯合致死。欲进行实验探究，可选择F1中的多只长翅腿部有斑纹雌（AaXBXb）与F2中的多只长翅腿部无斑纹雄（AaXbY）相互交配，观察后代的表现型及比例，预期的结果为后代无论雌雄都是长翅腿部有斑纹：长翅腿部无斑纹：残翅腿部有斑纹：残翅腿部无斑纹=2：2：1：1。则实验结论为AA基因纯合致死。 12. 果蝇的刚毛和截毛是一对相对性状，由一对等位基因B和b控制。现有两个纯合果蝇品系，甲品系表现为刚毛，乙品系表现为截毛。为研究这对相对性状的显隐性关系及基因所在的位置，利用甲、乙品系果蝇进行了如下的杂交实验，结果如下表所示。 组合 亲本 F1 F2 （一） 甲（♀）×乙（♂） 刚毛 刚毛（♀）：刚毛（♂）：截毛（♂）=2：1：1 （二） 甲（♂）×乙（♀） 刚毛 刚毛（♂）：刚毛（♀）：截毛（♀）=2：1：1 （1）根据组合（一）和组合（二）的F1结果可以排除基因位于_____。 （2）根据实验结果_____（“能”或“不能”）确定等位基因B和b位于X、Y的同源区段上。 （3）根据上述推断结果，写出组合（一）和组合（二）的F1中雄果蝇的基因型_____、_____。 （4）让组合（一）F2中的雌蝇与组合（二）F2中的雄蝇相互交配，子代的表现型及比例是_____。 【答案】（1）细胞质 （2）能 （3） ①. XBYb ②. XbYB （4）刚毛♂：刚毛♀：截毛♀=8：7：1 【解析】 【分析】1、基因的分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性，在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。 2、基因位于性染色体上，所以遗传上总和性别相关联，这种现象叫做伴性遗传。 【小问1详解】 组合（二）中，甲品系表现为雄性刚毛，乙品系表现为雌性截毛，如果为细胞质遗传，子代的表现型全为截毛，故事实不符，故可排除基因位于细胞质。 【小问2详解】 若组合（一）为正交，则组合（二）为反交。正交和反交的F1都表现为刚毛，说明刚毛对截毛为显性性状。正交和反交的F2的表现型不同，说明F2果蝇性状的表现与性别相关联，即基因在性染色体上。因为雌果蝇有刚毛和截毛2种表现型，说明基因不可能仅位于Y上，一定位于X染色体上，又因为正交和反交的F1的表现型相同，全为刚毛，且组合（二）中父本为刚毛纯合子，F1全表现为刚毛，F2中雄性全表现为刚毛，说明该基因在Y染色体上；又因雌果蝇有刚毛和截毛两种表现型，说明该基因也在X染色体上存在，说明Y染色体上也存在其等位基因。综上分析，等位基因B和b位于X和Y的同源区段上。 【小问3详解】 由（2）分析，组合（一）亲本的基因型为XBXB、XbYb，F1中雄果蝇的基因型为XBYb，组合（二）亲本的基因型为XbXb、XBYB，F1中雄果蝇的基因型XbYB。 【小问4详解】 组合（一）F2中的雌蝇的基因型为1/2 XBXB和1/2 XBXb产生的雌配子为3/4 XB、1/4 Xb，组合（二）F2中的雄蝇的基因型为1/2 XBYB和1/2 XBXb，产生的雄配子为1/4 XB、1/4 Xb、1/2 YB，让组合（一）F2中的雌蝇与组合（二）F2中的雄蝇相互交配，子代的表现型及比例是刚毛♀：截毛♀：刚毛♂=（3/4 XB×1/4 XB+3/4 XB×1/4 Xb+1/4 Xb×1/4 XB）：（1/4 Xb×1/4 Xb）：（3/4 XB×1/2 YB+1/4 Xb×1/2 YB）=7：1：8。 13. 棉红铃虫是常见的鳞翅目昆虫，其性别决定类型为ZW型。棉红铃虫的体色横带黑褐色和白色由基因A、a控制；短缘毛和长缘毛由基因B、b控制，且基因位于常染色体上。现让一横带黑褐色短缘毛（♂）与横带白色长缘毛（♀）杂交，F1表型及比例为横带黑褐色长缘毛：横带黑褐色短缘毛=1:1，让F1相互杂交，F2表型及比例为横带黑褐色长缘毛：横带白色长缘毛：横带黑褐色短缘毛：横带白色短缘毛=21:7:27:9。回答下列问题： （1）分析杂交结果，短缘毛和长缘毛中显性性状是____，理由是____。 （2）某同学通过对F2进一步统计后，判断基因A/a位于Z染色体上（不考虑Z、W的同源区段）。请问可能的统计方法及结果是____。 （3）接上问，亲本基因型是____，F2横带黑褐色长缘毛（♂）个体中产生含基因AB配子的概率是____。 （4）接上问，现欲判断一横带黑褐色（♂）个体的基因型，将其与____杂交，观察并统计子代表型及比例。 预期实验结果及结论： 若子代为横带黑褐色：横带白色=1：1，则该横带黑褐色（♂）个体基因型为ZAZa。 若____，则该横带黑褐色（♂）个体基因型为ZAZA； 【答案】（1） ①. 长缘毛 ②. 只有当长缘毛为显性时，F2才会出现长缘毛：短缘毛=7：9 （2）统计F2中横带白色个体性别，结果全为雌性个体 （3） ①. bbZAZA、BbZaW ②. 2/7 （4） ①. 横带白色（♀）个体 ②. 子代全为横带黑褐色个体 【解析】 【分析】决定性别的基因位于性染色体上，但性染色体上的基因不都决定性别，性染色体上的遗传方式都与性别相关联，称为伴性遗传。 【小问1详解】 F1中长缘毛:短缘毛=1:1，则意味着F1中有两种基因型Bb和bb，且比例为1:1，产生的配子的比例为B:b=1:3，随机交配，结果为1BB、3Bb、3Bb、9bb，故(BB+Bb):bb=7:9，F2中长缘毛:短缘毛=7:9，所以长缘毛是显性性状。 【小问2详解】 统计F2中横带白色个体的性别，结果全为雌性个体，可判断基因A/a位于Z染色体上。 【小问3详解】 体色中横带黑褐色是显性，且子一代全为横带黑褐色，所以亲代中的横带黑褐色短缘毛雄性个体的基因型为bbZAZA， F1中长缘毛:短缘毛=1:1，所以亲本中的横带白色长缘毛雌性个体的基因型为BbZaW； F2横带黑褐色长缘毛雌性个体的基因型为BBZAW：BbZAW=1:6，所以产生的含AB配子（1/7）×（1/2）+（6/7）×（1/4）=2/7。 【小问4详解】 欲判断某动物个体的基因型，应选择测交所以让该个体与横带白色雌性ZaW个体进行交配，观察子代是否发生性状分离。 若子代无性状分离，子代全为横带黑褐色个体，则说明该个体为纯合子，基因型为ZAZA； 若子代发生性状分离，横带黑褐色：横带白色=1：1，则说明该个体为杂合子，基因型为ZAZa。 14. 矮秆水稻具有抗倒伏、高产等优点。为培育矮秆水稻，科研人员用EMS诱变剂处理高秆水稻Wt得到了mp和ac两个矮秆突变品系，利用两个突变品系水稻进行杂交实验，实验结果如下： 杂交实验①：亲本Wt×ac，F1均为高秆，F2中高秆：矮秆＝3：1。 杂交实验②：亲本Wt×mp，F1均高秆，F2中高秆：矮秆＝3：1。 回答下列问题： （1）根据杂交实验①分析，ac的矮秆性状至少受______对等位基因控制，其F2中的高秆水稻自交得F3，则矮秆纯合植株所占比例为______。 （2）进一步研究发现，控制ac和mp矮秆性状的基因分别是由不同的基因突变引起的。为探究ac和mp的矮秆基因是位于一对同源染色体上，还是位于两对同源染色体上，请你设计实验予以证明。______（实验设计思路及预期实验结果及结论）。 （3）为提高水稻的抗旱性，有人将抗旱基因（HVA）导入水稻，筛选出HVA基因成功整合到染色体上的抗旱性T0植株（假定HVA基因都能正常表达）。某些T0植株体细胞含两个HVA基因，这两个基因在染色体上的整合情况有下图所示的三种类型（黑点表示HVA基因的整合位点）。 ①将T0植株与非转基因水稻杂交：若子代抗旱性植株所占比例为50%，则两个HVA基因的整合位点属于图______类型；若子代抗旱性植株所占的比例为100%，则两个HVA基因的整合位点属于图______类型。 ②让图C所示类型的T0植株自交，子代中抗旱性植株所占比例为______。 【答案】（1） ①. 1 ②. 1/6 （2）让ac和mp杂交得F1，F1自交得F2，观察并统计F2的表现型及比例；若F2中高秆：矮秆＝1：1，则ac和mp的矮秆基因位于一对同源染色体上；若F2中高秆：矮秆＝9：7，则ac和mp的矮秆基因位于两对同源染色体上 （3） ①. B ②. A ③. 15/16 【解析】 【分析】①分离定律杂合子自交子代模型为AA：Aa：aa=1：2：1，表现型比例为显性：隐性=3：1； ②自由组合定律双杂合子自交子代模型为A_B_：A_bb：aaB_：aabb=9：3：3：1。 【小问1详解】 ①分析杂交实验①亲代杂交组合与子一代、子二代性状分离比。发现与分离定律模型数据一致，由此可判断ac的矮秆性状至少受一对等位基因控制； ②设ac的高矮秆性状由A/a基因控制，根据高秆Wt与矮秆ac杂交子一代均为高秆，可判断高秆为显性性状且Wt为纯合子，则亲本Wt的基因型为AA，ac的基因型为aa，子一代基因型为Aa，子二代基因型及比例为AA：Aa：aa=1：2：1，取子二代高秆水稻自交，其基因型即比例为AA：Aa=1：2，则子代中矮秆纯合植株所占比例为2/3×1/4=1/6。 【小问2详解】 根据题目信息可设ac控制矮秆的基因为aaBB，mp控制矮秆的基因型为AAbb，让ac和mp杂交得F1，则F1基因型为AaBb，让F1自交得F2，观察并统计F2的表现型及比例；若ac和mp的矮秆基因位于一对同源染色体上，A与b连锁，a与B连锁，子代基因型及比例为AAbb：AaBb：aaBB=1：2：1，F2中表现型比例为高秆：矮秆＝1：1；若ac和mp的矮秆基因位于两对同源染色体上，则A/a与B/b遵循自由组合定律，子代基因型及比例为A_B_：A_bb：aaB_：aabb=9：3：3：1，F2中表现型比例为高秆：矮秆＝9：7。 【小问3详解】 ①非转基因水稻中无抗旱基因，相当于隐性纯合子，若两基因在染色体上整合情况为图A，则为分离定律中显性纯合子一致，其与非转基因水稻杂交，子代全表现为抗旱；若两基因在染色体上整合情况为图B，则与分离定律中显性杂合子一致，其与非转基因水稻杂交，子代表现型为抗旱：不抗旱=1：1；若两基因在染色体上整合情况为图C，则与自由组合定律中两对等位基因双杂和一致，其与非转基因水稻杂交，子代表现型为抗旱：不抗旱=3：1。 ②根据图C可知，两抗旱基因位于两对非同源染色体上，遗传时遵循自由组合定律，其自交后代情况与自由组合定律中两对等位基因双杂和一致，由此可得子代表现型及比例为抗旱：不抗旱=15：1，子代中抗旱植株所占比例为15/16。 15. 叶色突变体的研究可提高人们对叶绿素代谢、叶绿体发育和光合作用机制的了解，为利用叶色突变体和相关基因奠定基础。研究者以诱变剂处理野生型玉米（雌雄同株） 品系Z58后，经筛选得到一株黄化突变体 y12。 （1）将y12与Z58杂交, 其结果如下: 杂交亲本组合 F₁表型 F₂表型及数量 母本Z58×父本y12 均为绿色 绿色182株, 黄化60株 母本y12×父本Z58 均为绿色 绿色227株, 黄化73株 根据杂交结果可以得出：玉米叶色的绿色和黄化是由一对基因（A/a） 控制的__________，符合基因的分离定律； 比较正反交结果可推断控制该性状的基因不可能位于________（多选）。 A．细胞核染色体 B. 性染色体 C. 线粒体 DNA D. 叶绿体 DNA （2）为确定黄化基因在染色体上的位置，研究者将Z58，y12、子代绿色植株及子代黄化植株建立混合基因库，进行全基因组杂交，最终结果见下图，判断A/a基因应位于______号染色体上。初步确定该染色体上的Z412基因为候选基因，推测该基因可能为A基因。Z412 基因编码谷氨酰-tRNA 还原酶，是叶绿素合成的第一个关键酶。 （3）为了进一步确认Z412基因突变是引起y12黄化的原因，研究者将潮霉素抗性基因与Z412基因一起导入野生型玉米基因组中A基因所在染色体的非同源染色体上，构建了 Z412基因过表达株系OEZ412。 ①通过检测发现Z412基因在OEZ412中的表达量较野生型提高了 10倍左右，而纯合的过表达株系表达量会有几十倍的提高，推测 OEZ412为_________。 ②实验步骤：将OEZ412与y12杂交，得到的F₁均为绿色植株，其中潮霉素抗性与不抗的比例为___________。将F₁中的潮霉素抗性植株自交，得到F₂群体。预期结果： 若F₂中植株出现绿色：黄化=________________，说明Z412基因不是引起y12黄化的原因； 若F₂中植株出现绿色：黄化=_________________，说明Z412基因是引起y12黄化的原因。 【答案】（1） ①. 相对性状 ②. BCD （2）10 （3） ①. 杂合子 ②. 1：1 ③. 3：1 ④. 15：1 【解析】 【分析】1、无论正交、反交，F₁表型均为绿色，说明基因为核基因，位于常染色体上，F₁自交，F₂表型为绿色：黄化=3:1，说明绿色和黄化这一对相对性状受一对等位基因控制，绿色为显性（A），黄化为隐性（a），则亲本Z58（野生型）基因型为AA，亲本父本y12基因型为aa。 2、相对性状：一种生物同一性状的不同表现类型。 【小问1详解】 玉米叶色的绿色和黄化是由一对基因控制的相对性状。根据正反交结果，控制这一对相对性状的基因是核基因且位于常染色体上，不可能位于性染色体上和细胞质中。 【小问2详解】 Δ（SNP-index）值超过0.5说明区间可能包含控制植株叶色的基因，据图可知，在全基因组上杂交图上，10号染色体的值超过0.5，据此判断A/a基因应位于10号染色体上。 【小问3详解】 分析题意，Z412基因在OEZ412中的表达量较野生型提高了10倍左右，而纯合的过表达株系表达量会有几十倍的提高，故推测OEZ412含有显性基因，但不是纯合子，故应为杂合子（设为Bb）。OEZ412为杂合子AABb，而y12应为aabb，两者杂交，F1为AaBb：Aabb=1∶1，即F1均为绿色植株（Aa），但潮霉素抗性（Bb）与不抗（bb）的比例为1∶1。将F1中的潮霉素抗性植株自交（AaBb），得到F2群体，其结果如下：若Z412基因不是引起y12黄化的原因，Z412基因不是A基因， 即则F2中A-B-∶A-bb∶aaB-∶aabb=9：3：3：1，表现为绿抗：黄抗：绿不抗：黄不抗=9：3：3：1（即绿色：黄化=3：1）。若Z412基因是引起y12黄化的原因，即Z412基因就是A基因，则F2中A-B-∶A-bb∶aaB-∶aabb=9：3：3：1，表现为绿抗：绿不抗：黄不抗=12：3：1（即绿色：黄化=15：1）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 1. 焦虑症又称为焦虑性神经症，以焦虑情绪体验为主要特征。近年来焦虑症的发病率逐渐上升，焦虑人群逐渐趋向年轻化。焦虑症患者体内某些指标会出现不同程度的异常。有研究表明，肠道菌群失调可能引发焦虑症。回答下列问题： （1）焦虑症患者体内分泌GABA（一种神经递质）的神经元受抑制，身体可能会出现不同程度的肌肉紧张。由此可知，该神经递质是一种____性神经递质。研究发现，GABA能使其作用的神经元细胞膜上的Cl-通道____，使膜内外电位差____（填“增大”或“减小”），从而实现其功能。 （2）肠道菌群可调节患者体内某些激素如促肾上腺皮质激素释放激素的释放，该激素由____分泌，经____运输后，将信息传递给靶细胞，通过一系列的调节，进而影响神经元的功能；另一方面，当情绪过度紧张时，大脑可通过____系统给肠道传递信号，影响肠道功能，导致腹痛、腹胀等。 （3）经检测，患者体内TNF-α（肿瘤坏死因子）的含量较高。TNF-α可促进特异性免疫中的____免疫，增强免疫细胞的杀伤活性，含量过高会影响中枢神经系统，引发焦虑情绪。添加益生菌可显著降低TNF-α的含量。某研究小组为验证益生菌能通过调节TNF-α水平来减轻焦虑症状，以焦虑模型小鼠为对象开展实验。 可供选择的实验材料：焦虑模型小鼠若干只、清水、生理盐水、抑制TNF-α产生的药物、促进TNF-α产生的药物、益生菌等。 I．实验思路： ①将大小、年龄和生长状况相似的焦虑模型小鼠随机均分为A、B、C三组； ②给A组焦虑模型小鼠饲喂清水；给B组焦虑模型小鼠饲喂____；给C组焦虑模型小鼠饲喂____； ③一段时间后，观察并检测各组小鼠的焦虑程度和TNF-α水平。 Ⅱ．预测实验结果：若以上结论成立，在图中用柱状图表示各组预期实验结果____。 2. 神经一体液一免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。下图表示机体生命活动调节的部分过程，X、Y、Z表示器官或细胞；①②③表示物质。请回答下列问题： （1）使用③进行动物实验时，可以采用的施加方法是___（填“饲喂法”或“注射法”或“饲喂法和注射法”）。 （2）下丘脑-垂体-靶腺轴之间的分级调节可以___，有利于精细调控，从而维持机体的稳态。 （3）图中Z可由___分化而来。 （4）长期焦虑和紧张会导致机体免疫力下降，更容易被病原体感染。据图中信息分析，可能的原因是___。 （5）接种灭活的SARS病毒疫苗能引发___（填“体液免疫”或“细胞免疫”或“体液免疫和细胞免疫”），接种SARS病毒疫苗的人仍可能感染SARS病毒的原因有：①SARS病毒的遗传物质是RNA，容易发生变异；②___（答出1点即可）。 （6）一个神经元可以通过突触影响多个神经元的活动，也可以通过突触接受多个神经元传来的信息，请尝试从突触结构组成解释原因：___。 3. 抑郁症是一种常见的精神障碍性疾病，临床表现为情绪低落、悲观、认知功能迟缓等症状，严重者可出现自杀倾向。大鼠为抑郁症研究的常用实验动物，科学家展开了一系列研究。回答下列问题： （1）抑郁症模型大鼠存在甲状腺功能异常，且甲状腺激素水平与病程、病情严重程度具有相关性，据此推测其甲状腺激素含量_________，原因是甲状腺激素具有_________作用。 （2）科学家利用抑郁症模型大鼠进一步研究，发现其下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴（HPA 轴）功能亢进，其致病机理如图。糖皮质激素含量的升高将导致突触前膜上5-羟色胺转运体数量_________，引起突触间隙中5-羟色胺数量降低，导致突触后膜无法正常产生_________，从而导致抑郁。据上分析5-羟色胺属于_________（兴奋性/抑制性）神经递质。 （3）抑郁症患者体内往往存在神经元损伤的现象，造成神经元兴奋性_________。小胶质细胞作为中枢神经系统中的常驻免疫细胞，与神经元保护密切相关，其激活存在两种模式：M1模式，活化后会分泌肿瘤坏死因子等损伤神经元；M2模式，活化后能分泌转化生长因子β等有利于神经元损伤的修复，这两种激活模式变化的根本原因是_________。药物厚朴酚可通过影响小胶质细胞来进行抑郁症的治疗，推测其作用机理为_________。 （4）除了科学用药之外，更好地缓解抑郁的途径还有_________（写出1点即可）。 4. 抑郁症是一种精神疾病，以显著而持久的心境低落为主要临床特征，严重困扰患者的生活和工作。研究表明抑郁症的发生与单胺类神经递质如5-羟色胺（5-HT）的含量减少有关。已知单胺氧化酶A（Maoa）是5-HT的降解酶。 （1）释放5-HT的神经元主要聚集在大脑的中缝核部位，为进一步探究抑郁症患者突触间隙中的5-HT含量下降的原因，研究人员利用抑郁症模型大鼠进行了实验，结果如下表所示： 组别 数量 中缝核SERT相对含量 对照组 10只 0.59 模型组 10只 0.99 （注：SERT是一种回收突触间隙中的5-HT的转运蛋白） 由表中的结果分析抑郁症患者突触间隙中的5-HT含量下降的原因是______。临床上常采用氟西汀来治疗，推测氟西汀能______（促进/抑制）突触间隙5-HT的回收。单胺氧化酶抑制剂也可作为抗抑郁症药物，其作用机理与氟西汀______（相同/不同）。 （2）研究发现黑色素瘤小鼠的细胞毒性T细胞中Maoa基因异常高表达。为探明Maoa基因表达与细胞毒性T细胞活性的关系，进行了如图实验，结果如图，说明Maoa基因表达会 ______（促进/抑制）细胞毒性T细胞的活性。 （3）适量有氧运动可以治疗抑郁症，可设计以下实验验证该结论：取生理状态相同抑郁症模型大鼠随机均等分为三组，一组不做处理，一组用适宜剂量的氟西汀处理，还有一组处理方式为 ____________；另取不做处理的相同数量正常大鼠作为对照，在适宜条件下饲养相同时间，定期检测并计算每组大鼠 ____________含量的平均值。 （4）《神农本草经》中提到人参有“安精神，定魂魄之功效”。研究者展开了人参有效成分人参皂苷（Rg）能否抗抑郁的研究，采用慢性温和不可预见性刺激（CUMS）的方法建立大鼠抑郁症模型，将氟西汀和Rg分别溶于双蒸水制成溶液进行灌胃，用强迫游泳的行为学方法来检测大鼠的抑郁行为学变化。结果如下表所示： 组别 处理 动物在水中的不动时间（秒） 1 不用CUMS处理 82±15 2 CUMS 123±11 3 CUMS+氟西汀10mg/Kg 92±28 4 CUMS+Rg10mg/Kg 63±29 （注：动物在水中的不动时间可评价抑郁程度） 根据实验结果推测在已有氟西汀的情况下，Rg______（有/没有）作为抗抑郁中药的研究前景，并说明理由：________________________。 5. 将实验小鼠放入攻击性极强小鼠的领地，被多次攻击后，实验小鼠会出现“社交挫败应激(SDS)”。科学家发现 SDS 会引起小鼠脑部 VTA 区某些神经元活性显著增强，PVN区与LH区也会产生变化，肾上腺皮质激素水平(表征SDS程度的指标)会显著升高，抑制T淋巴细胞活化， 图1是上述过程示意图。 （1）据图1分析， 小鼠体内参与SDS 调节的系统有 。 A. 神经系统 B. 内分泌系统 C. 消化系统 D. 免疫系统 （2） 小鼠出现 SDS 现象, 激活 VTA 区释放 GABA(神经递质)的神经元，使突触后神经元受抑制。图2是该突触传递的过程。据图2分析，下列叙述正确的是 。 A. 通过主动运输释放GABA B. GABA被转运进入突触后神经元 C. 突触后膜Na⁺内流 D. 突触后膜不发生电位反转 （3）结合已有知识分析与GABA 定向运输、分泌有关的细胞结构有 。 A. 细胞骨架 B. 线粒体 C. 高尔基体 D. 中心体 （4）小鼠出现 SDS 后，推测激素a的含量变化可能符合__________(编号选填)。 （5）图1中调控小鼠体内肾上腺皮质激素释放量的相关激素有__________。上述激素之间相互作用以实现调节，请推测这样的调节方式的意义在于__________。 A. 有利于激素信号的逐级放大 B. 有利于对靶细胞的精准调节 C. 有利于内环境中激素含量的稳定 D. 有利于不断增加对靶细胞的调节强度 （6）下列关于 SDS 小鼠免疫功能推测正确的是 。 A. 肾上腺皮质激素可以作信号分子调节细胞免疫 B. 肾上腺皮质激素可以为T淋巴细胞的代谢提供能量 C. 相比对照组，SDS 小鼠的免疫系统的功能增强 D. 相比对照组，SDS 小鼠更容易发生感染和肿瘤 睡眠主要分为浅睡眠和深睡眠。科学家发现，SDS 会改变小鼠睡眠，并对社交压力产生影响， 结果如图。 （7）据上图分析 SDS对睡眠的影响为________________________________________。据图判断，睡眠会__________(加剧/缓解)小鼠的 SDS 症状。综合上述信息，在下列示意图中构建 SDS 小鼠脑部 VTA、PVN和LH三个区域的调节关系__________________(用“→”和“+”、“一”表示) 6. 药物A是从某植物体中提取的一种蛋白质，对治疗糖尿病具有良好的疗效。某研究团队运用生物工程相关技术，利用链霉菌来生产这种药物。如图所示为培养和筛选能生产药物A的链霉菌的过程。回答下列相关问题： （1）科学家根据药物A的氨基酸序列人工合成DNA片段，由于____，该方法得到的DNA片段有多种可能。若要运用PCR技术从植物的“基因海洋”中扩增出药物A基因，前提是____。将重组DNA与载体连接导入链霉菌后，需要对重组链霉菌进行检测和鉴定。判断药物A基因是否导入链霉菌常用____等技术进行检测，这属于____水平的检测。 （2）重组DNA中的P是启动子，它的作用是____；Neo基因为卡那霉素抗性基因，它的主要作用是____。 （3）将能生产药物A链霉菌接种到生物发酵罐中，运用发酵工程大规模生产药物A。在发酵之前要对培育的链霉菌菌种进行____，发酵过程中须监测和控制发酵罐中的____和溶解氧量等，使发酵过程维持在适宜状态。发酵罐在使用前，必须经过严格的灭菌，如果不进行严格的灭菌，导致的后果可能是____（答出一点）等。 7. 甲基对硫磷（MP）和呋喃丹为两种剧毒农药，科研人员拟将甲基对硫磷水解酶基因（mpd）导入到呋喃丹降解菌（CDS-1）拟核的16SrDNA内，以获得能同时降解两种农药的新菌株，用于环境污染的修复，部分实验步骤如图所示。 回答下列问题： （1）在扩增mpd基因时，应在引物的___________（填“5’”或“3’”）端添加NheI酶识别序列，以便插入到质粒pMDR的16SrDNA内。为确保mpd基因可表达出正常水解酶，其上下游序列需分别具备__________和___________。质粒pMDR经基因重组改造得到质粒pWSMK时，插入的SacB作为_________，用于后续筛选。在扩增质粒pWSMK时，应将其导入必须含有___________基因的宿主细胞中。 （2）用质粒pWSMK转化不含λpir基因的CDS-1。若质粒pWSMK通过mpd基因一侧的16SrDNA片段与CDS-1内源的16SrDNA发生配对，并首先将整个质粒插入到CDS-1内源的16SrDNA中，则可在_________的培养基中筛选出相应菌落。将上述菌落更换到不含___________的培养基中继续培养。若部分CDS-1在培养过程中质粒pWSMK其余部分丢失，最终仅mpd基因留在拟核的16SrDNA中，则可挑取上述菌落并涂布到含_________的培养基中，从而初步筛选出目的菌。 （3）为进一步鉴定mpd基因是否插入到目的菌的16SrDNA位点，应提取目的菌的总DNA做为模板，并选择图中引物__________进行扩增。检查目的菌是否培育成功还需将其加入到含__________的培养基中进行鉴定。 8. 我国是棉花的生产和消费大国。棉花种植时容易受到棉铃虫侵袭，严重时可使棉田绝收。苏云金杆菌能产生Bt抗虫蛋白来杀死棉铃虫。我国科学家将该细菌的杀虫基因转到棉花细胞中，让棉花产生Bt抗虫蛋白（编码基因长约2000bp）来抵抗虫害。回答下列问题。 （1）对Bt抗虫蛋白基因进行PCR扩增时，为维持酶活性，需要在一定的________（溶液）中进行。随后使用两种限制酶BamHI和HindⅢ同时酶切已扩增的目的基因和质粒，再使用_________进行连接，可防止目的基因、质粒的自身环化或反接，随后用重组表达载体（大小为5000bp）转化大肠杆菌。 （2）为检测目的基因是否已成功导入大肠杆菌，研究人员从大肠杆菌菌落提取质粒后，分别使用BamHI和HindⅢ双酶切、BamHI单酶切，通过电泳检测酶切结果，并采用未转化的大肠杆菌菌落作为对照，依据图a判断，目的基因_________（填“已”或“未”）导入大肠杆菌，若要证明双酶切产物中2000bp为目的基因片段，采用的检测方法有_______（写出1种）。 （3）研究人员将重组表达载体导入棉花细胞并成功表达出Bt抗虫蛋白。研究发现，Bt抗虫蛋白被害虫分解为多肽后，与害虫肠道上皮细胞的细胞膜结合，导致细胞膜穿孔，使害虫渗透压失衡而死亡。形成的孔道结构越稳定，Bt抗虫蛋白对害虫的毒性越大。 ①已知Bt抗虫蛋白部分结构参与了昆虫肠上皮细胞膜中孔道的形成。该部分结构中存在多个螺旋，其中第5号螺旋中部疏水，两端亲水（图b），从细胞膜结构的角度分析，第5号螺旋能够贯穿于细胞膜的原因是_______。 ②研究人员通过解析Bt抗虫蛋白晶体的结构发现，第5号螺旋处的第168位氨基酸是孔道结构稳定性的关键，将该位点氨基酸替换为疏水性更强的精氨酸后，就有可能提高孔道结构的稳定性。根据这一研究结果，请写出后续利用蛋白质工程培育出抗虫能力更强的转基因棉花的基本思路：________。 9. 在未断奶的小牛胃中存在一种凝乳酶，被广泛应用于奶酪和酸奶的生产。科学家将编码牛凝乳酶的基因（长度1.5kb）导入大肠杆菌获得工程菌，再通过工业发酵批量生产凝乳酶。 （1）提取小牛胃黏膜组织中的mRNA，经逆转录得到cDNA，选择合适的引物进行PCR扩增，PCR引物碱基数一般在20～30个之间，过短则导致____。 （2）如表为操作过程中可能用到限制酶，图1为获得的目的基因及末端（除黏性末端序列外，其他碱基序列省略），图2为要使用的质粒，其中的Tetr、Ampr分别为四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因。对质粒进行切割时，选用的两种限制酶为____。目的基因和质粒能连接成重组质粒的原因是____，导入的目的基因在受体细胞中能成功表达的理论基础是____。 限制酶 BamHⅠ BclⅠ SmaⅠ Sau3AⅠ 识别位点及切割位点 —G↓GATCC— —T↓GATCA— —CCC↓GGG— —↓GATC— （3）将转化后的大肠杆菌接种在含____的培养基上进行培养，随机挑取菌落（分别编号为1、2、3、4）培养并提取质粒，用（2）中选用的两种限制酶进行酶切，酶切产物经电泳分离，结果如下图，____号菌落的质粒很可能是含目的基因的重组质粒。 注：M为指示分子大小的标准参照物；小于0.2kb的DNA分子条带未出现在图中 （4）已知凝乳酶第20、24位氨基酸变成半胱氨酸，其活性可显著提高。科研人员希望运用蛋白质工程技术获得活性更强的凝乳酶，请选用合适的措施编号并排序：____。（用箭头表示） ①重组DNA分子导入大肠杆菌 ②随机改变凝乳酶基因的序列 ③分析突变蛋白功能，设计结构 ④改变凝乳酶基因的特定序列 ⑤培养细胞后提纯突变蛋白 ⑥将改变后的凝乳酶基因与质粒重组 10. 为使甘蓝具有抗除草剂能力，科研人员将除草剂草甘膦抗性基因转入甘蓝植株，获得抗草甘膦转基因甘蓝。回答下列问题： （1）草甘膦抗性基因一条链的两端序列如图1所示，采用PCR 技术获取和扩增草甘膦抗性基因时应选用的2种引物序列是______________________________(标出5'端和 3'端)。若初始加入1个草甘膦抗性基因，则历经 4 次 PCR 循环需要消耗引物数量为______________个。 （2）图2中步骤③将农杆菌与甘蓝愈伤组织共培养后，在步骤④的培养基中添加____________以便筛选出含目的基因的甘蓝植株。添加此抗生素而不选用添加另一种抗生素筛选的原因_______________________________________________________。 （3）若要获得抗除草剂能力更强的转基因甘蓝植株，可以用草甘膦抗性基因进行改造，最终得到相应的蛋白质，该过程需用到_____________工程。检测转基因甘蓝植株是否产生抗除草剂蛋白，所用的方法是__________。 （4）为确定步骤③中 T-DNA(碱基序列已知)的插入位置，往往需要用反向 PCR 技术测定插入部位的碱基序列，其原理如图： ①不直接在上图a中的 DNA分子的两端设计引物并进行扩增，原因是__________________________________。 ②PCR 测序与反向 PCR _______________(填“可以”或“不可以”)选用相同的一对引物,原因_____________________________。 11. 果蝇的性别决定方式为XY型，研究人员利用长翅腿部有斑纹雌蝇与残翅腿部无斑纹雄蝇杂交，F₁雌雄果蝇均为长翅腿部有斑纹，F1雌雄果蝇随机交配，F2中长翅腿部有斑纹雌蝇：长翅腿部有斑纹雄蝇：长翅腿部无斑纹雄蝇：残翅腿部有斑纹雌蝇：残翅腿部有斑纹雄蝇：残翅腿部无斑纹雄蝇=4：2：2：2：1：1。设控制翅型的基因为A/a，控制腿部斑纹的基因为B/b，不考虑X和Y染色体的同源区段、交换、突变以及雌雄配子均致死的情况。回答下列问题： （1）果蝇作为遗传学的研究材料，其优点是____（答出两点）。上述两对相对性状中显性性状是____。 （2）A/a基因与B/b基因位于____对同源染色体上，判断的依据是____（从两个角度进行说明）。 （3）上述杂交实验中，F2中果蝇的翅型性状偏离正常的分离比，可能的原因是____。 请设计实验进行探究，写出简要实验思路和预期结果与结论。 实验思路：____。 预期结果与结论：____。 12. 果蝇的刚毛和截毛是一对相对性状，由一对等位基因B和b控制。现有两个纯合果蝇品系，甲品系表现为刚毛，乙品系表现为截毛。为研究这对相对性状的显隐性关系及基因所在的位置，利用甲、乙品系果蝇进行了如下的杂交实验，结果如下表所示。 组合 亲本 F1 F2 （一） 甲（♀）×乙（♂） 刚毛 刚毛（♀）：刚毛（♂）：截毛（♂）=2：1：1 （二） 甲（♂）×乙（♀） 刚毛 刚毛（♂）：刚毛（♀）：截毛（♀）=2：1：1 （1）根据组合（一）和组合（二）的F1结果可以排除基因位于_____。 （2）根据实验结果_____（“能”或“不能”）确定等位基因B和b位于X、Y的同源区段上。 （3）根据上述推断结果，写出组合（一）和组合（二）的F1中雄果蝇的基因型_____、_____。 （4）让组合（一）F2中的雌蝇与组合（二）F2中的雄蝇相互交配，子代的表现型及比例是_____。 13. 棉红铃虫是常见的鳞翅目昆虫，其性别决定类型为ZW型。棉红铃虫的体色横带黑褐色和白色由基因A、a控制；短缘毛和长缘毛由基因B、b控制，且基因位于常染色体上。现让一横带黑褐色短缘毛（♂）与横带白色长缘毛（♀）杂交，F1表型及比例为横带黑褐色长缘毛：横带黑褐色短缘毛=1:1，让F1相互杂交，F2表型及比例为横带黑褐色长缘毛：横带白色长缘毛：横带黑褐色短缘毛：横带白色短缘毛=21:7:27:9。回答下列问题： （1）分析杂交结果，短缘毛和长缘毛中显性性状是____，理由是____。 （2）某同学通过对F2进一步统计后，判断基因A/a位于Z染色体上（不考虑Z、W的同源区段）。请问可能的统计方法及结果是____。 （3）接上问，亲本基因型是____，F2横带黑褐色长缘毛（♂）个体中产生含基因AB配子的概率是____。 （4）接上问，现欲判断一横带黑褐色（♂）个体的基因型，将其与____杂交，观察并统计子代表型及比例。 预期实验结果及结论： 若子代为横带黑褐色：横带白色=1：1，则该横带黑褐色（♂）个体基因型为ZAZa。 若____，则该横带黑褐色（♂）个体基因型为ZAZA； 14. 矮秆水稻具有抗倒伏、高产等优点。为培育矮秆水稻，科研人员用EMS诱变剂处理高秆水稻Wt得到了mp和ac两个矮秆突变品系，利用两个突变品系水稻进行杂交实验，实验结果如下： 杂交实验①：亲本Wt×ac，F1均为高秆，F2中高秆：矮秆＝3：1。 杂交实验②：亲本Wt×mp，F1均为高秆，F2中高秆：矮秆＝3：1。 回答下列问题： （1）根据杂交实验①分析，ac的矮秆性状至少受______对等位基因控制，其F2中的高秆水稻自交得F3，则矮秆纯合植株所占比例为______。 （2）进一步研究发现，控制ac和mp矮秆性状的基因分别是由不同的基因突变引起的。为探究ac和mp的矮秆基因是位于一对同源染色体上，还是位于两对同源染色体上，请你设计实验予以证明。______（实验设计思路及预期实验结果及结论）。 （3）为提高水稻抗旱性，有人将抗旱基因（HVA）导入水稻，筛选出HVA基因成功整合到染色体上的抗旱性T0植株（假定HVA基因都能正常表达）。某些T0植株体细胞含两个HVA基因，这两个基因在染色体上的整合情况有下图所示的三种类型（黑点表示HVA基因的整合位点）。 ①将T0植株与非转基因水稻杂交：若子代抗旱性植株所占比例为50%，则两个HVA基因的整合位点属于图______类型；若子代抗旱性植株所占的比例为100%，则两个HVA基因的整合位点属于图______类型。 ②让图C所示类型的T0植株自交，子代中抗旱性植株所占比例为______。 15. 叶色突变体的研究可提高人们对叶绿素代谢、叶绿体发育和光合作用机制的了解，为利用叶色突变体和相关基因奠定基础。研究者以诱变剂处理野生型玉米（雌雄同株） 品系Z58后，经筛选得到一株黄化突变体 y12。 （1）将y12与Z58杂交, 其结果如下: 杂交亲本组合 F₁表型 F₂表型及数量 母本Z58×父本y12 均为绿色 绿色182株, 黄化60株 母本y12×父本Z58 均为绿色 绿色227株, 黄化73株 根据杂交结果可以得出：玉米叶色的绿色和黄化是由一对基因（A/a） 控制的__________，符合基因的分离定律； 比较正反交结果可推断控制该性状的基因不可能位于________（多选）。 A．细胞核染色体 B. 性染色体 C. 线粒体 DNA D. 叶绿体 DNA （2）为确定黄化基因在染色体上的位置，研究者将Z58，y12、子代绿色植株及子代黄化植株建立混合基因库，进行全基因组杂交，最终结果见下图，判断A/a基因应位于______号染色体上。初步确定该染色体上的Z412基因为候选基因，推测该基因可能为A基因。Z412 基因编码谷氨酰-tRNA 还原酶，是叶绿素合成的第一个关键酶。 （3）为了进一步确认Z412基因突变是引起y12黄化的原因，研究者将潮霉素抗性基因与Z412基因一起导入野生型玉米基因组中A基因所在染色体的非同源染色体上，构建了 Z412基因过表达株系OEZ412。 ①通过检测发现Z412基因在OEZ412中的表达量较野生型提高了 10倍左右，而纯合的过表达株系表达量会有几十倍的提高，推测 OEZ412为_________。 ②实验步骤：将OEZ412与y12杂交，得到的F₁均为绿色植株，其中潮霉素抗性与不抗的比例为___________。将F₁中的潮霉素抗性植株自交，得到F₂群体。预期结果： 若F₂中植株出现绿色：黄化=________________，说明Z412基因不是引起y12黄化的原因； 若F₂中植株出现绿色：黄化=_________________，说明Z412基因是引起y12黄化的原因。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $