2015年，屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法而获得诺贝尔奖。工业上青蒿素一般从黄花蒿中提取，产量低，价格高。基因工程和细胞工程等技术为培育出含青蒿素高的黄花蒿提供了思路。科学家先通过紫外线处理大量黄花蒿幼苗后，偶

1. (2021高三上·普宁月考) 2015年，屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法而获得诺贝尔奖。工业上青蒿素一般从黄花蒿中提取，产量低，价格高。基因工程和细胞工程等技术为培育出含青蒿素高的黄花蒿提供了思路。科学家先通过紫外线处理大量黄花蒿幼苗后，偶然发现了一株高产植株。通过基因测序发现该高产植株中与青蒿素合成相关的一种关键酶的基因发生了突变。
1. （1）提取了高产植株的全部DNA后，要想快速、大量获得该突变基因可以采用PCR技术，该技术的原理是；PCR仪实质上是能够自动调控温度的仪器，因此，在合成子链时，必须加入酶，这种酶在高温下仍能保持活性。
3. （2）如果用黄花蒿发育某个时期的mRNA反转录产生的cDNA与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就称为黄花蒿的，获得的cDNA与黄花蒿细胞中该基因的碱基序列(填“相同”或“不同”)。
5. （3）将获得的突变基因导入普通黄花蒿之前，先构建基因表达载体，图1、2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答：
  
  用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是，构建好的重组质粒在其目的基因前要加上启动子，启动子是识别和结合的部位。
7. （4）检测目的基因是否表达出相应蛋白质，应采取技术。

能力提升真题演练换一批

1. (2021高三上·洮南月考) 在酿酒、酿醋、制作腐乳、酸奶过程中都要涉及各种微生物，请回答下列问题
1. （1）酿酒利用的微生物是酵母菌，制作过程中，酵母菌先在有氧条件下大量繁殖，然后再进行酒精发酵，检测酒精的原理是：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成色。如果葡萄酒酿造过程中葡萄汁中含有醋酸菌，在酒精发酵旺盛时，醋酸菌不能将葡萄汁中的糖发酵为醋酸，原因是。
2. （2）醋酸发酵时温度一般应控制为。
3. （3）在臭豆腐的制备过程中，常用的微生物主要是，在此过程中，豆腐相当于微生物生长的。
4. （4）民间制作腐乳时，豆腐块上生长的微生物，在制作时一般要加盐、酒，若加入的酒精浓度（含量）过低，会出现什么现象？。
5. （5）在腌制泡菜的过程中，起主要作用的微生物是乳酸菌，用水封坛的作用是，欲检测泡菜在腌制过程中产生的亚硝酸盐含量，使用检测试剂后颜色变为。
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2. 玉米是C₄植物，通过C₄途径固定CO₂；水稻为C₃植物，通过C₃ ，途径固定CO₂。在玉米叶维管束的周围有两层细胞，内层细胞是鞘细胞，叶绿体中几乎无基粒；外层为叶肉细胞，叶绿体中有发达的基粒。甲图是C₃、C₄。途径示意图，乙图为玉米在有光和黑暗条件下的CO₂吸收速率。回答下列问题：
1. （1）玉米叶片中光反应的场所是。
2. （2）与C₃途径相比，C₄途径的特点有（答出2点）。
3. （3）乙图中，暗期时玉米的CO₂吸收速率大于零，原因是。在暗期，玉米吸收的CO₂并不能转化为糖类等光合产物，原因是。
4. （4） PEP羧化酶（PEPC）是C₄途径的关键酶，对CO₂的亲合力高，C₃植物缺少PEPC。胞内CO₂ ，浓度较低是限制C₃植物光合速率的重要因素，请就改进C₃植物、提高光合速率提出你的设想。
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3. (2023高三上·南海模拟) 海洋牧场是一种海洋人工生态系统，通过在特定海域投放人工鱼礁等措施，构建或修复海洋生物生长、繁殖、索饵或避敌所需的场所，以实现海洋生态保护和渔业资源持续高效产出，是海洋低碳经济的典型代表。回答下列问题。

（1）海洋牧场改善了海洋生物的生存环境，可使某些经济鱼类种群的环境容纳量；海洋牧场实现了渔业资源持续高效产出，这体现了生物多样性的价值。
（2）人工鱼礁投放海底一段时间后，礁体表面会附着大量的藻类等生物。藻类在生态系统组成成分中属于，能有效降低大气中CO₂含量，其主要原因是。
（3）在同一片海域中，投放人工鱼礁的区域和未投放人工鱼礁的区域出现环境差异，从而引起海洋生物呈现镶嵌分布，这体现出海洋生物群落的结构。

（4）研究还发现，浮游动物能排泄出HCO₃^-等缓冲物质，而浮游动物的分布与海洋环境密切相关，研究者调查了四个区域浮游动物的总丰富度，结果如表所示：

	对照区	海带养殖区	牡蛎养殖区	人工鱼礁区
总丰富度（ind/m³）	20.35	20.95	12.11	47.54

综合以上研究区域海洋生态系统的稳定性更高，原因是。

（5）研究者还提出了“多营养层次”生态养殖模式，即在水的上层，挂绳养殖海带等藻类；在水的中层，挂笼养殖滤食性贝类或网箱养殖投饵性鱼类；而在底层，则投放了人工鱼礁，并养殖海参等底栖杂食动物。这种养殖模式主要体现了生态工程的原理。

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1. (2022·全国乙卷) 新冠疫情出现后，病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控中发挥了重要作用。回答下列问题。
1. （1）新冠病毒是一种RNA病毒，检测新冠病毒RNA（核酸检测）可以采取RT-PCR法。这种方法的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA，这一过程需要的酶是，再通过PCR技术扩增相应的DNA片段。根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。
2. （2）为了确保新冠病毒核酸检测的准确性，在设计PCR引物时必须依据新冠病毒RNA中的来进行。PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的一步是。
3. （3）某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测（检测体内是否有新冠病毒抗体），若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明（答出1种情况即可）；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明。
4. （4）常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。已知某种病毒的特异性蛋白S（具有抗原性）的编码序列（目的基因）。为了制备蛋白疫苗，可以通过基因工程技术获得大量蛋白S。基因工程的基本操作流程是。
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2. (2021·广东) [选修3：现代生物科技专题]
非细胞合成技术是一种运用合成生物学方法，在细胞外构建多酶催化体系，获得目标产物的新技术，其核心是各种酶基因的挖掘、表达等。中国科学家设计了4步酶促反应的非细胞合成路线（图），可直接用淀粉生产肌醇（重要的医药食品原料），以期解决高温强酸水解方法造成的严重污染问题，并可以提高产率。

回答下列问题：
1. （1）研究人员采用PCR技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此外，获得酶基因的方法还有。（答出两种即可）
2. （2）高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白，方法有。（答出两种即可）
3. （3）研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备细胞。为了检测目的基因是否成功表达出酶蛋白，需要采用的方法有。
4. （4）依图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同，可能导致的结果是。在分子水平上，可以通过改变，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。
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3. (2022·广东) “绿水透迤去，青山相向开”大力发展低碳经济已成为全社会的共识。基于某些梭菌的特殊代谢能力，有研究者以某些工业废气（含CO₂等一碳温室气体，多来自高污染排放企业）为原料，通过厌氧发酵生产丙酮，构建一种生产高附加值化工产品的新技术。

回答下列问题：
1. （1）研究者针对每个需要扩增的酶基因（如图）设计一对，利用PCR技术，在优化反应条件后扩增得到目标酶基因。
2. （2）研究者构建了一种表达载体pMTL80k，用于在梭菌中建立多基因组合表达库，经筛选后提高丙酮的合成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等，其中抗生素抗性基因的作用是，终止子的作用是。
3. （3）培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，出现了生长迟缓的现象，推测其原因可能是，此外丙酮的积累会伤害细胞，需要进一步优化菌株和工艺才能扩大应用规模。
4. （4）这种生产高附加值化工产品的新技术，实现了，体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看，该技术的优势在于，具有广泛的应用前景和良好的社会效益。
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