大肠杆菌pUC118质粒的某限制酶唯一酶切序列位于该质粒的l-优题课

大肠杆菌pUC118质粒的某限制酶唯一酶切序列位于该质粒的lacZ基因中，lacZ基因中如果没有插入外源基因，lacZ基因便可表达出β－半乳糖苷酶，当培养基中含有IPTG和X－ gal时，X－gal便会被β－半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落；如果lacZ基因中插入了外源基因，带有pUC118质粒的大肠杆菌便不能表达β－半乳糖苷酶，培养基中的X－gal不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落。pUC118还携带了氨苄青霉素抗性基因。右图是利用lacZ基因的插入失活筛选重组质粒示意图。据图回答下列问题：

（1）作为受体大肠杆菌应___________以方便筛选已导入重组质粒的受体大肠杆菌。取用氯化钙溶液处理(增加其细胞壁的通透性)过的受体大肠杆菌，置于试管Ⅱ中，并加入__________________。
（2）图中的选择培养基中除含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子等营养物质外，还应加入____________________等物质，用以筛选导入了重组质粒的受体大肠杆菌。
（3）将上述处理后的大肠杆菌置于图中选择培养基上培养，以检测受体大肠杆菌是否导入重组质粒，请预测菌落的颜色，并分析结果
①______________________________________________________________________。
②___________________________________________________ _____________。

科目生物题型综合题难度中等

知识点：生物技术中的伦理问题

科学家在果蝇遗传学研究中得到一些突变体。为了研究其遗传特点，进行了一系列杂交实验。请回答下列问题：

（1）下列实验中控制果蝇体色和刚毛长度的基因位于常染色体上，杂交实验及结果如图1。

据此分析， $F_{1}$ 雄果蝇产生＿＿＿＿＿＿种配子，这两对等位基因在染色体上的位置关系为＿＿＿＿＿＿。

（2）果蝇 $A 1 、 A 2 、 A 3$ 为 $3$ 种不同眼色隐性突变体品系（突变基因位于Ⅱ号染色体上）。为了研究突变基因相对位置关系，进行两两杂交实验，结果如图2。

据此分析 $A 1 、 A 2 、 A 3$ 和突变型 $F_{1}$ 四种突变体的基因型，在相应的图中标注它们的突变型基因与野生型基因之间的相对位置（ $A 1 、 A 2 、 A 3$ 隐性突变基因分别用 $a l 、 a 2 、 a 3$ 表示，野生型基因用“ $+$ ”表示）。

（3）果蝇的正常刚毛（ $B$ ）对截刚毛（ $b$ ）为显性，这一对等位基因位于性染色体上；常染色体上的隐性基因 $t$ 纯合时，会使性染色体组成为 $X X$ 的个体成为不育的雄性个体。杂交实验及结果如图3。

据此分析，亲本的基因型分别为＿＿＿＿＿＿， $F_{1}$ 中雄性个体的基因型有＿＿＿＿＿＿种；若自由交配产生 $F_{2}$ ，其中截刚毛雄性个体所占比例为＿＿＿＿＿＿， $F_{2}$ 雌性个体中纯合子的比例为＿＿＿＿＿＿。

某些植物根际促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用。回答下列问题：

（1）若从植物根际土壤中筛选分解淀粉的固氮细菌，培养基的主要营养物质包括水和　＿＿＿＿＿＿。

（2）现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽孢杆菌 $H$ ，其产生的抗菌肽抑菌效果见表。据表推测该抗菌肽对＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的抑制效果较好，若要确定其有抑菌效果的最低浓度，需在＿＿＿＿＿＿ $μ g • m L^{﹣ 1}$ 浓度区间进一步实验。

测试菌	抗菌肽浓度/（μg•mL^﹣¹）
测试菌	55.20	27.60	13.80	6.90	3.45	1.73	0.86
金黄色葡萄球菌	﹣	﹣	﹣	﹣	﹣	+	+
枯草芽孢杆菌	﹣	﹣	﹣	﹣	﹣	+	+
禾谷镰孢菌	﹣	+	+	+	+	+	+
假丝酵母	﹣	+	+	+	+	+	+

注：“+”表示长菌，“﹣”表示未长菌。

（3）研究人员利用解淀粉芽孢杆菌H的淀粉酶编码基因 $M$ 构建高效表达质粒载体，转入大肠杆菌成功构建基因工程菌 $A$ 。在利用 $A$ 菌株发酵生产淀粉酶M过程中，传代多次后，生产条件未变，但某子代菌株不再产生淀粉酶 $M$ 。分析可能的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出两点即可）。

（4）研究人员通过肺上皮干细胞诱导生成肺类器官，可自组装或与成熟细胞组装成肺类装配体，如图所示。肺类装配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、 $p H$ 以及＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出两点）等基本条件。肺类装配体形成过程中是否运用了动物细胞融合技术？＿＿＿＿＿＿（填“是”或“否”）。

（5）耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（ $M R S A$ ）是一种耐药菌，严重危害人类健康。科研人员拟用 $M R S A$ 感染肺类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽是否对 $M R S A$ 引起的肺炎有治疗潜力。以下实验材料中必备的是＿＿＿＿＿＿。

①金黄色葡萄球菌感染的肺类装配体

② $M R S A$ 感染的肺类装配体

③解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽

④生理盐水

⑤青霉素（抗金黄色葡萄球菌的药物）

⑥万古霉素（抗 $M R S A$ 的药物）

濒危植物云南红豆杉（以下称红豆杉）是喜阳喜湿高大乔木，郁闭度对其生长有重要影响。研究人员对某区域无人为干扰生境和人为干扰生境的红豆杉野生种群开展了调查研究。选择性采伐和放牧等人为干扰使部分上层乔木遭破坏，但尚余主要上层乔木，保持原有生境特点。无人为干扰生境下红豆杉野生种群年龄结构的调查结果如图所示。回答下列问题：

（1）调查红豆杉野生种群密度时，样方面积最合适的是＿＿＿＿＿＿（填“ $1$ ”“ $20$ ”或“ $400$ ”） $m^{2}$ ，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。由图可知，无人为干扰生境中红豆杉种群年龄结构类型为＿＿＿＿＿＿。

（2）调查发现人为干扰生境中，树龄 $\leq 5$ 年幼苗的比例低于无人为干扰生境，可能的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。分析表明，人为干扰生境中 $6 ～ 25$ 年树龄红豆杉的比例比无人为干扰生境高 $11 %$ ，可能的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。选择性采伐与红豆杉生态位重叠度＿＿＿＿＿＿（填“高”或“低”）的部分植物，有利于红豆杉野生种群的自然更新。

（3）关于红豆杉种群动态变化及保护的说法，下列叙述正确的是＿＿＿＿＿＿。

①选择性采伐和放牧等会改变红豆杉林的群落结构和群落演替速度

②在无人为干扰生境中播撒红豆杉种子将提高 $6 ～ 25$ 年树龄植株的比例

③气温、干旱和火灾是影响红豆杉种群密度的非密度制约因素

④气候变湿润后可改变红豆杉的种群结构并增加种群数量

⑤保护红豆杉野生种群最有效的措施是人工繁育

基因检测是诊断和预防遗传病的有效手段。研究人员采集到一遗传病家系样本，测序后发现此家系甲和乙两个基因存在突变：甲突变可致先天性耳聋；乙基因位于常染色体上，编码产物可将叶酸转化为 $N^{5} ﹣$ 甲基四氢叶酸，乙突变与胎儿神经管缺陷（ $N T D s$ ）相关；甲和乙位于非同源染色体上。家系患病情况及基因检测结果如图所示。不考虑染色体互换，回答下列问题：

（1）此家系先天性耳聋的遗传方式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 $Ⅰ ﹣ 1$ 和 $Ⅰ ﹣ 2$ 生育一个甲和乙突变基因双纯合体女儿的概率是＿＿＿＿＿＿。

（2）此家系中甲基因突变如图所示：

研究人员拟用 $P C R$ 扩增目的基因片段，再用某限制酶（识别序列及切割位点为）酶切检测甲基因突变情况，设计了一条引物为 $5' ﹣ G G C A T G ﹣ 3'$ ，另一条引物为＿＿＿＿＿＿（写出 $6$ 个碱基即可）。用上述引物扩增出家系成员 $Ⅱ ﹣ 1$ 的目的基因片段后，其酶切产物长度应＿＿＿＿＿＿ $b p$ （注：该酶切位点在目的基因片段中唯一）。

（3）女性的乙基因纯合突变会增加胎儿 $N T D s$ 风险。叶酸在人体内不能合成，孕妇服用叶酸补充剂可降低 $N T D s$ 的发生风险。建议从可能妊娠或孕前至少 $1$ 个月开始补充叶酸，一般人群补充有效且安全剂量为 $0.4 ～ 1.0 m g • d^{﹣ 1}$ ， $N T D s$ 生育史女性补充 $4 m g • d^{﹣ 1}$ 。经基因检测胎儿（ $Ⅲ ﹣ 2$ ）的乙基因型为﹣/﹣，据此推荐该孕妇（ $Ⅱ ﹣ 1$ ）叶酸补充剂量为＿＿＿＿＿＿ $m g • d^{﹣ 1}$ 。

长时程增强（ $L T P$ ）是突触前纤维受到高频刺激后，突触传递强度增强且能持续数小时至几天的电现象，与人的长时记忆有关。如图是海马区某侧支 $L T P$ 产生机制示意图，回答下列问题：

（1）依据以上机制示意图， $L T P$ 的发生属于＿＿＿＿＿＿（填“正”或“负”）反馈调节。

（2）若阻断 $N M D A$ 受体作用，再高频刺激突触前膜，未诱发 $L T P$ ，但出现了突触后膜电现象。据图推断，该电现象与＿＿＿＿＿＿内流有关。

（3）为了探讨 $L$ 蛋白的自身磷酸化位点（图中 $α$ 位和 $β$ 位）对 $L$ 蛋白自我激活的影响，研究人员构建了四种突变小鼠甲、乙、丙和丁，并开展了相关实验，结果如表所示：

组别结果项目	正常小鼠	甲	乙	丙	丁
组别结果项目	正常小鼠	α位突变为缬氨酸，该位点不发生自身磷酸化	α位突变为天冬氨酸，阻断Ca²⁺/钙调蛋白复合体与L蛋白结合	β位突变为丙氨酸，该位点不发生自身磷酸化	L蛋白编码基因缺失
L蛋白活性	+	+++	++++	+	﹣
高频刺激	有LTP	有LTP	？	无LTP	无LTP

注：“+”多少表示活性强弱，“﹣”表示无活性。据此分析：

①小鼠乙在高频刺激后＿＿＿＿＿＿（填“有”或“无”） $L T P$ 现象，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

② $α$ 位的自身磷酸化可能对 $L$ 蛋白活性具有＿＿＿＿＿＿作用。

③在甲、乙和丁实验组中，无 $L$ 蛋白 $β$ 位自身磷酸化的组是＿＿＿＿＿＿。