Question

【題目】隨著酒的消費(fèi)量增加，解酒藥物的需求隨之增加。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)乙醇進(jìn)入獼猴機(jī)體內(nèi)的代謝途徑如下圖所示。對(duì)獼猴（2n=42）的代謝進(jìn)行研究，缺乏酶1，喝酒臉色基本不變但易醉，稱(chēng)為“白臉?lè)Q猴”，缺乏酶2，喝酒后乙醛積累刺激血管引起臉紅，稱(chēng)為”紅臉?lè)Q猴；還有一種是號(hào)稱(chēng)“不醉稱(chēng)猴”，原因是兩種酶都有。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：

（1）乙醇進(jìn)入機(jī)體的代謝途徑，說(shuō)明基因可通過(guò)控制________的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，從而控制生物的性狀；從以上資料可判斷獼猴的酒量大小與性別關(guān)系不大，理由是與酒精代謝有關(guān)的基因位于________（填“常”或“性”染色體上。）

（2）請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，判斷某“白臉獼猴”雄猴的基因型。

實(shí)驗(yàn)步驟：①讓該“白臉獼猴”與____________，并產(chǎn)生多只后代。

②觀(guān)察、統(tǒng)計(jì)后代的表現(xiàn)型及比例。

結(jié)果預(yù)測(cè)及

I．若子代全為“紅臉獼猴”，則該“白臉獼猴”雄猴基因型為____________；

II．若子代“紅臉獼猴”：“不醉獼猴”=1:1，則該“白臉獼猴”雄猴基因型為____________；

III．若子代________________，雄猴基因型為____________。

（3）為研究人的酶2對(duì)緩解酒精中毒的作用，科學(xué)家以小鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行如下研究：

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：①構(gòu)建含目的基因b的表達(dá)載體，并導(dǎo)入酵母菌細(xì)胞

②設(shè)計(jì)特定引物分別對(duì)導(dǎo)入重組質(zhì)粒的酵母細(xì)胞總DNA、重組質(zhì)粒、未導(dǎo)入重組質(zhì)粒的酵母細(xì)胞總DNA進(jìn)行擴(kuò)增，來(lái)確定陽(yáng)性菌株，電泳后結(jié)果如下圖（注：M表示標(biāo)準(zhǔn)參照）。圖中是陽(yáng)性菌株的是樣本____________。

③將陽(yáng)性菌株接種于液體培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵，離心后取上清液提純并鑒定發(fā)酵產(chǎn)物，用于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。

表一小鼠醉酒實(shí)驗(yàn)結(jié)果

	醉酒時(shí)間（min）	P值
模型組	38.25±21.65
服藥組	65.11±32.55	0.043

[注：動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中以小鼠翻正反射是否消失作為醉酒的標(biāo)準(zhǔn)，據(jù)此計(jì)算醉酒時(shí)間。]

實(shí)驗(yàn)步驟：將小鼠隨機(jī)分成模型組和服藥組兩組，各組小鼠均按16mL/Kg灌胃白酒、30min后模型組每只按20mL/kg的灌胃量灌注濃度為1%的緩沖液CMC，服藥組每只____________。記錄每只小鼠的________________，并計(jì)算醉酒時(shí)間。

分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：________________________。

（4）基于以上研究，請(qǐng)?zhí)岢鲆粋�(gè)后續(xù)可研究的方向以應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè)_____________。

Answer 1

【答案】酶 常 多只純合的“不醉獼猴”交配 aaBB aaBb 全為“不醉獼猴” aabb 1 每只按20mL/kg的灌胃量灌注含有該酶的1%的CMC 正反射消失時(shí)間 服藥組比模型組的醉酒時(shí)間較長(zhǎng)，該酶能減緩小鼠醉酒 開(kāi)發(fā)成熟的酶制劑

【解析】

根據(jù)題意和圖示分析可知：由于A、a基因位于4號(hào)常染色體上，B、b基因位于12號(hào)常染色體上，所以遵循基因的自由組合定律。圖示為乙醇進(jìn)入機(jī)體的代謝途徑，說(shuō)明基因控制性狀是通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，從而間接控制生物的性狀，其中“白臉獼猴”缺乏酶1，基因型為aa_；“紅臉獼猴”缺乏酶2，基因型為A_B_；“不醉獼猴”具有酶1和酶2，基因型為A_bb。

（1）乙醇進(jìn)入機(jī)體的代謝途徑，說(shuō)明基因控制性狀是通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，從而間接控制生物的性狀；從以上資料可判斷獼猴的酒量大小與性別關(guān)系不大，判斷的理由是與酒精代謝有關(guān)的基因位于常染色體上。

（2）①該“白臉獼猴”的基因型為aa_，可能為aaBB，aaBb，aabb，欲判斷其基因型，可讓其與多只純合的“不醉獼猴”（基因型為AAbb）交配。
②：I．若該“白臉獼猴”基因型為aaBB，與多只純合的“不醉獼猴”交配（AAbb），則后代基因型均為AaBb，即全為“紅臉獼猴”；
II．若該“白臉獼猴”基因型為aaBb，與多只純合的“不醉獼猴”交配（AAbb），則后代基因型為AaBb：Aabb=1：1，即“紅臉獼猴”：“不醉獼猴”接近于1：1；
III．若該“白臉獼猴”基因型為aabb，與多只純合的“不醉獼猴”交配（AAbb），則后代基因型均為Aabb，即后代全為“不醉獼猴”。

（3）②設(shè)計(jì)特定引物分別對(duì)導(dǎo)入重組質(zhì)粒的酵母細(xì)胞總DNA、重組質(zhì)粒、未導(dǎo)入重組質(zhì)粒的酵母細(xì)胞總DNA進(jìn)行擴(kuò)增，來(lái)確定陽(yáng)性菌株，由于樣本1含有兩條較寬的條帶，樣本2和樣本3含有一條較寬的條帶，說(shuō)明樣本1中含有目的基因，所以圖中是陽(yáng)性菌株的是樣本1。

③實(shí)驗(yàn)步驟：將小鼠隨機(jī)分成模型組和服藥組兩組，各組小鼠均按16mL/Kg灌胃白酒、30min后模型組每只按20mL/kg的灌胃量灌注濃度為1%的緩沖液CMC，按照實(shí)驗(yàn)的等量原則和單一變量原則，服藥組每只按20mL/kg的灌胃量灌注含有該酶的1%的CMC。然后記錄每只小鼠的正反射消失時(shí)間，并計(jì)算醉酒時(shí)間。

由上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，服藥組比模型組的醉酒時(shí)間較長(zhǎng)，說(shuō)明該酶能減緩小鼠醉酒。

（4）基于以上研究，可開(kāi)發(fā)成熟的酶制劑應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè)。