【題目】2019年6月17日，新華社發(fā)布《屠呦呦團(tuán)隊(duì)放“大招”：“青蒿素抗藥性”等研究獲新突破》，屠呦呦團(tuán)隊(duì)近期提出應(yīng)對(duì)“青蒿素抗藥性”難題的切實(shí)可行治療方案，并在“青蒿素治療紅斑狼瘡等適應(yīng)癥”方面取得新進(jìn)展。某課題組為得到青蒿素產(chǎn)量高的新品系，讓青蒿素合成過程的某一關(guān)鍵酶基因fps在野生青蒿素中過量表達(dá)，其過程圖如下：

回答下列問題：

（1）圖中酶1是____________，酶2分別是____________。利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)，使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是加熱至90-95℃，目的是破壞了DNA分子中的______鍵。在構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒的過程中，需將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的____________中。

（2）檢驗(yàn)?zāi)康幕蚴欠裾系角噍锼鼗蚪M，可以將放射性同位素標(biāo)記的________________做成分子探針與青蒿素基因組DNA雜交。理論上，與野生型相比，該探針與轉(zhuǎn)基因青蒿素DNA形成的雜交帶的量_________（填較多或較少）。

（3）據(jù)圖分析，農(nóng)桿菌的作用是____________________________________。判斷該課題組的研究目的是否達(dá)到，必須檢測(cè)轉(zhuǎn)基因青蒿素植株中的________________________。

【答案】逆轉(zhuǎn)錄酶 限制酶 氫 T-DNA fps基因、fps基因的mRNA 較多 農(nóng)桿菌可感染植物，將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中 青蒿素產(chǎn)量

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕蛭膸�(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。

（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。

（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。

（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）據(jù)圖示可知，酶1促進(jìn)逆轉(zhuǎn)錄的過程，故為逆轉(zhuǎn)錄酶，酶2用于切割目的基因和質(zhì)粒，故為限制性核酸內(nèi)切酶，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)，使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是加熱至90-95℃，目的是破壞了DNA分子中的氫鍵，構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒的過程中，需將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA中。

（2）檢驗(yàn)?zāi)康幕蚴欠裾系角噍锘蚪M，可用DNA分子雜交法，即將fps基因、fps基因的mRNA做成分子探針與青蒿基因組DNA雜交。由于產(chǎn)量增高，故與野生型相比，該探針與轉(zhuǎn)基因青蒿DNA形成的雜交帶的量較多。

（3）將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞中常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，由圖可知，農(nóng)桿菌的作用是感染植物，將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中，判斷該課題組的研究目的是否達(dá)到，必須檢測(cè)轉(zhuǎn)基因青蒿植株中的青蒿素產(chǎn)量，若產(chǎn)量增高，則說明達(dá)到了目的。

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】圖1表示人體內(nèi)某些淋巴細(xì)胞的分化過程，X表示抗原，數(shù)字表示免疫過程，m、n代表相關(guān)免疫器官，其余字母表示細(xì)胞或物質(zhì)。圖2表示將抗原注射到兔體內(nèi)后抗體產(chǎn)生量的變化。請(qǐng)分析回答下列問題。

（1）在圖1中，n表示的場(chǎng)所是________，屬于免疫活性物質(zhì)的有________（填字母）。

（2）在圖1中，②和③表示抗原刺激a、c細(xì)胞后進(jìn)行的一系列的增殖分化過程，形成e、d、k細(xì)胞功能不同的根本原因是________________________________。

（3）在圖2中，當(dāng)注入抗原X，抗體產(chǎn)生量的變化是曲線A。若在第8天同時(shí)注射抗原Y和X，其中表示抗原X刺激機(jī)體產(chǎn)生的抗體數(shù)量的曲線是________，判定的依據(jù)是在第8天注射抗原X時(shí)刺激了圖1中________（填字母），使其迅速增殖分化。

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】下圖為某科研小組采用“基因靶向”技術(shù)，對(duì)FS細(xì)胞進(jìn)行的遺傳改造。先將小鼠的棕褐毛色基因?qū)牒谏兎N小鼠的胚胎干細(xì)胞（FS細(xì)胞）中，再將改造后的胚胎干細(xì)胞移植回囊胚繼續(xù)發(fā)育成小鼠的過程。據(jù)圖分析不正確的是

A. 第Ⅱ步使用的工具酶是DNA連接酶以及限制酶

B. 完成第Ⅱ步操作，得到由兩個(gè)DNA片段連接成的產(chǎn)物，必定是載體與棕褐毛色基因形成的重組DNA分子

C. 第Ⅲ步操作完成后，還需篩選出目的基因已成功導(dǎo)入的胚胎干細(xì)胞，并將該胚胎干細(xì)胞注射到囊胚中

D. ES細(xì)胞除可進(jìn)行如圖操作外，也可進(jìn)行冷凍保存

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體，它存在于許多細(xì)菌體內(nèi)，質(zhì)粒上有標(biāo)記基因如圖所示，通過標(biāo)記基因可以推知外源基因（目的基因）是否轉(zhuǎn)移成功。外源基因插入的位置不同，細(xì)菌在培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)情況也不同，下表是外源基因插入位置（插入點(diǎn)有a、b、c），請(qǐng)根據(jù)表中提供細(xì)菌的生長(zhǎng)情況，推測(cè)①②③三種重組后細(xì)菌的外源基因插入點(diǎn)，正確的一組是

細(xì)菌在含青霉素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)情況

細(xì)菌在四環(huán)素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)情況

①

能生長(zhǎng)

能生長(zhǎng)

②

能生長(zhǎng)

不能生長(zhǎng)

③

不能生長(zhǎng)

能生長(zhǎng)

A.①是c；②是b；③是a B.①是a和b；②是a；③是b

C.①是a和b；②是b；③是aD.①是c；②是a；③是b

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】下圖表示用農(nóng)作物品種①和②兩個(gè)品系培育出新品種⑥的多種方法，Ⅰ～Ⅴ表示培育過程，其中抗病和易感病性狀分別由A和a決定，高桿和矮桿性狀分別由B和b決定，請(qǐng)回答：

（1）品種①經(jīng)過程Ⅱ培育品種③的原理是_________________。由品種③自交得到的品種⑥在所有子代中所占的比例為________________。

（2）品種①和②經(jīng)過程Ⅰ和Ⅴ培育品種⑥的育種方法是__________________。在④的所有子代中取一株抗病矮桿的植株，與品種②進(jìn)行雜交，子代表現(xiàn)型及比例為__________________。

（3）由品種④經(jīng)過過程Ⅲ培育品種⑤常用的方法是_________，由品種④經(jīng)過程Ⅲ和Ⅵ培育品種⑥的原理是____________________________。

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】下列關(guān)于人類遺傳病的敘述錯(cuò)誤的是（ ）

A.各種遺傳病在青春期的患病率很低

B.“選擇放松”造成有害基因的增多是有限的

C.羊膜腔穿刺可用于確診胎兒是否患神經(jīng)管缺陷

D.單基因遺傳病是由染色體上或線粒體中單個(gè)基因異常引起的

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】下圖為需氧呼吸的3個(gè)階段示意圖，其中①~③表示過程，a~c表示物質(zhì)。下列敘述正確的是（ ）

A.①過程發(fā)生在線粒體基質(zhì)B.②過程有水生成和消耗

C.③過程將有機(jī)物中的能量轉(zhuǎn)化為aD.b、c分別是CO2和O2

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】為探究單側(cè)光對(duì)生長(zhǎng)素分布的影響，科研工作者利用玉米胚芽鞘做了如下實(shí)驗(yàn)。下列分析不正確的是

A.胚芽鞘的彎曲角度θ可反映瓊脂塊中生長(zhǎng)素的含量

B.單側(cè)光不影響生長(zhǎng)素從胚芽鞘尖端向瓊脂塊的擴(kuò)散

C.單側(cè)光能在有光的一面誘導(dǎo)生長(zhǎng)素在光下發(fā)生分解

D.單側(cè)光可以引起胚芽鞘中的生長(zhǎng)素向背光側(cè)轉(zhuǎn)移

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】閱讀下面的材料，完成（1）～（5）題。

科研人員建立了一種新的靶向基因敲除技術(shù)——TALEN技術(shù)（原理見下圖）。TALEN技術(shù)使用的基因敲除工具是由DNA識(shí)別域和核酸內(nèi)切酶兩個(gè)部分組成的蛋白質(zhì)�？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種細(xì)菌蛋白質(zhì)（TALE），它的二連氨基酸（NI、NG、HD、NN，其中字母N、I、G、H、D分別代表了一種氨基酸）與四種堿基（A、G、C、T）有恒定的對(duì)應(yīng)關(guān)系：NI識(shí)別A，NG識(shí)別T，HD識(shí)別C，NN識(shí)別G。FokⅠ是一種形成二聚體后具有核酸內(nèi)切酶活性的蛋白單體。因此，可以利用TALE作為DNA識(shí)別域，用FokⅠ二聚體定點(diǎn)切斷DNA。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)水稻植株無論是否具有光周期敏感蛋白基因P，在短日照條件下均表現(xiàn)為雄性可育。在長(zhǎng)日照條件下，具有光周期敏感蛋白的水稻才能雄性可育�；�P只在單倍體花粉細(xì)胞中表達(dá)，使其能夠合成淀粉。科研人員使用TALEN技術(shù)對(duì)水稻基因P進(jìn)行靶向敲除，以得到光敏雄性不育水稻新品種。

（1）在TALEN技術(shù)的設(shè)計(jì)中，選擇使用FokⅠ單體而不直接使用FokⅠ二聚體，這樣能減少對(duì)DNA的__________切割，保證了基因敲除的靶向性。為了讓TALEN技術(shù)能用于各種不同生物、不同基因的敲除，沒有與TALE蛋白結(jié)合的FokⅠ二聚體對(duì)DNA的切割應(yīng)__________（選填“具有”或“不具有”）類似于限制酶的“限制性”。

（2）若TALE蛋白左臂所識(shí)別的基因P的序列為“-TGACC-” ，則TALE蛋白左臂對(duì)應(yīng)的二連氨基酸序列應(yīng)為__________。用這種方法，可以確定TALE蛋白的氨基酸序列，進(jìn)而人工合成TALE蛋白基因。然后將TALE蛋白基因與__________基因進(jìn)行融合，得到融合基因。

（3）科研人員用圖2所示的質(zhì)粒為載體，其中的潮霉素抗性作為標(biāo)記基因，作用是__________。應(yīng)選用__________酶將該質(zhì)粒與融合基因構(gòu)建為重組質(zhì)粒，并將融合基因設(shè)法導(dǎo)入到水稻愈傷組織中，再利用__________技術(shù)獲得T0代植株。

（4）由于基因靶向敲除成功的概率比較低，所以科研人員培育T0代植株時(shí)應(yīng)保證__________日照條件，待其自花受粉得到T1代，再將T1代植株__________，并在開花期隨機(jī)選擇一部分植株的花粉進(jìn)行鑒定，鑒定方法是__________。若觀察到某植株的花粉全部未被染成藍(lán)色，則該植株為所需的純合光敏雄性不育新品種。

（5）與傳統(tǒng)的雄性不育水稻品種相比，光敏雄性不育新品種的優(yōu)勢(shì)在于它能實(shí)現(xiàn)自交繁殖并保留雄性不育特性，這是因?yàn)?/span>__________。

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