制备基因工程小鼠，使其心脏细胞缺乏甲状腺激素受体，导致心脏细胞不受______调节。与正常小鼠相比，基因工程小鼠体内的甲状腺激素________________正常小鼠心脏组织再生能力。
以斑马鱼为材料进一步研究。将成年斑马鱼分成A、B两组，分别饲养在不同水箱中，A组作为对照，B组加入甲状腺激素。若________组斑马鱼心脏组织受损后的再生能力比另一组弱，则证明甲状腺激素对变温动物斑马鱼心脏组织再生能力的影响与对恒温动物小鼠的影响一致。
【答案】 (1). 神经-体液 (2). 低 (3). 高 (4). 甲状腺激素 (5). 抑制 (6). B 【解析】
【分析】体温调节的中枢在下丘脑；方式：神经调节和体液调节，以神经调节为主。低温条件下体温调节的过程：当人处于寒冷环境中，冷觉感受器会兴奋，通过传入神经将兴奋传至神经中枢下丘脑，经下丘脑的分析综合后，经传出神经引起汗腺分泌减少，皮肤血管收缩，血流量减少等，减少散热；另外引起立毛肌收缩，骨骼肌战栗，甲状腺激素和肾上腺素分泌量增加，增加产热，维持体温稳定。 由图可知，变温动物心脏中二倍体细胞比例较高，甲状腺激素水平较低；恒温动物心脏中二倍体细胞比例较低，甲状腺激素水平偏高。 【详解】
（1）哺乳动物受到寒冷刺激时，冷觉感受器会兴奋，兴奋经反射弧传至效应器，如汗腺、皮肤血管、立毛肌、骨骼肌、肾上腺、下丘脑内分泌细胞等，引起相应的效应，该过程属于神经调节。另外下丘脑内分泌细胞分泌的TRH会作用于垂体，垂体分泌的TSH会作用于甲状腺，促进甲状腺激素的分泌，增加产热，该过程属于体液调节。故体温调节的过程属于神经-体液调节。
（2）①由图可知，恒温动物心脏中二倍体细胞比例较低，因为活跃分裂的动物细胞多为二倍体细胞，故恒温动物再生能力较差；又因为恒温动物体内甲状腺激素水平偏高，故推测甲状腺激素水平与心脏组织再生能力呈负相关。 ②基因工程小鼠心脏细胞缺乏甲状腺激素受体，故甲状腺激素不能作用于心脏细胞。转基因小鼠体内甲状腺激素水平正常，但不能作用于心脏，而心脏中二倍体细胞数目会出现大幅增加，可以证明甲状腺激素会抑制正常小鼠心脏组织的再生能力。 ③利用斑马鱼做实验时，A组无甲状腺激素，B组有甲状腺激素，若甲状腺激素对变温动物斑马鱼心脏组织再生能力影响与对恒温动物小鼠的影响抑制，即会抑制心脏组织的再生能力，则B组斑马鱼心脏受损后的再生能力会比对照组弱。
【点睛】本题的难点是对曲线图的分析，由曲线图可知，甲状腺激素与心脏中二倍体细胞比例呈反比，又因为“活跃分裂的动物细胞多为二倍体细胞”，故做出推测：甲状腺激素会抑制心脏组织的再生能力。
（2019天津Ⅱ卷，9）B基因存在于水稻基因组中，其仅在体细胞（2n）和精子中正常表达，但在卵细胞中不转录。为研究B基因表达对卵细胞的影响，设计了如下实验。
据图回答：
（1）B基因在水稻卵细胞中不转录，推测其可能的原因是卵细胞中________（单选）。 A.含B基因的染色体缺失 B.DNA聚合酶失活
C.B基因发生基因突变 D.B基因的启动子无法启动转录
（2）从水稻体细胞或________中提取总RNA，构建____________文库，进而获得B基因编码蛋白的序列。将该序列与Luc基因（表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光）连接成融合基因（表达的蛋白质能保留两种蛋白质各自的功能），然后构建重组表达载体。 （3）在过程、转化筛选时，过程______________中T-DNA整合到受体细胞染色体DNA上，过程__________________在培养基中应加入卡那霉素。
（4）获得转基因植株过程中，以下鉴定筛选方式正确的是________（多选）。 A.将随机断裂的B基因片段制备成探针进行DNA分子杂交 B.以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交
C.以B基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交 D.检测加入荧光素卵细胞中是否发出荧光
（5）从转基因植株未成熟种子中分离出胚，观察到细胞内仅含一个染色体组，判定该胚是由未受精的卵细胞发育形成的，而一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育，由此表明_________________。 【答案】
(1) D (2) 精子 (3) cDNA (4) ② (5) ① (6) BCD (7) B基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚 【解析】
【分析】 基因工程的基本操作程序： 1、目的基因的获取：（1）目的基因是指： 编码蛋白质的结构基因。（2）获取方法：①从基因文库中获取；②人工合成（反转录法和化学合成法）；③PCR技术扩增目的基因。
2、基因表达载体的构建:（1）目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。（2）组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。①启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。②终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。③标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。（3）基因表达载体的构建过程：
3、将目的基因导入受体细胞:（1）转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。（2）常用的转化方法：常用方法有农杆菌转化法、显微注射技术、Ca2+处理法。（3）重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。 4、目的基因的检测和表达：（1）首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交技术。（2）其次还要检测目的基
因是否转录出mRNA，方法是用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。（3）最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原--抗体杂交。（4）有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。 【详解】（1）通过题干信息可知，B基因可以在体细胞和精子中，说明含B基因的染色体未缺失，也没有发生基因突变，AC错误；基因表达过程中的转录需要RNA聚合酶，不是DNA聚合酶，B错误；B基因在卵细胞中不能转录，可能是B基因的启动子在卵细胞中不能启动转录，D正确；故选D。 （2）通过题干信息可知，水稻的体细胞和精子中B基因可表达，故可从水稻的体细胞和精子中提取RNA。通过逆转录产生DNA，从而构建CDNA文库，进而获得B基因编码蛋白的序列。 （3）图示中过程①表示筛选含有目的基因的重组质粒的农杆菌，图示中质粒有抗卡那霉素标记基因和抗潮霉素标记基因，如果选择培养基中加入的是卡那霉素，起作用的是抗卡那霉素标记基因。过程②表示将筛选出含有重组质粒的农杆菌，将其T-DNA整合到水稻细胞染色体DNA上。 （4）获得转基因植株，鉴定筛选方式有：①DNA分子杂交技术，即以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交，故A错误；B正确；②用标记的目的基因作探针与mRNA杂交，即以B基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交，C正确；③检测目的基因是否翻译成蛋白质，通过（2）可知B基因与Luc基因连接形成B-Luc融合基因，即可通过Luc基因表达，检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光，D正确；故选BCD。 （5）当从转基因植株未成熟种子中分离出胚，观察到细胞内仅含有一个染色体组，推断该胚是由未受精的卵细胞发育形成的，而一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育，由此表明B基因表达能使卵细胞不经受精作用直接发育成胚。
【点睛】本题考查了基因工程的相关知识，要求考生能够识记基因工程的操作步骤；明确农杆菌转化法在植物基因工程中的应用；并能够掌握植物组织培养技术的过程等知识。
（2019天津Ⅱ卷，10）作物M的F1基因杂合，具有优良性状。F1自交形成自交胚的过程见途径1（以两对同源染色体为例）。改造F1相关基因，获得具有与F1优良性状一致的N植株，该植株在形成配子时，有丝分裂替代减数分裂，其卵细胞不能受精，直接发育成克隆胚，过程见途径2。据图回答：
（1）与途径1相比，途径2中N植株形成配子时由于有丝分裂替代减数分裂，不会发生由__________和_____________________________导致的基因重组，也不会发生染色体数目________________。 （2）基因杂合是保持F1优良性状的必要条件。以n对独立遗传的等位基因为例，理论上，自交胚与F1基因型一致的概率是________________，克隆胚与N植株基因型一致的概率是____________。通过途径___________获得的后代可保持F1的优良性状。
【答案】
(1)同源染色体非姐妹染色单体交叉互换 (2)非同源染色体自由组合 (3)减半 (4) 1/2n (5)100% (6) 2 【解析】
【分析】 本题考查可遗传变异和育种的相关知识。由题意可知，可以通过两条途径获得F1的优良性状，途径1为正常情况下F1自交获得具有优良性状的子代，途径2中先对M植株进行基因改造，再诱导其进行有丝分裂而非减数分裂产生卵细胞，导致其卵细胞含有与N植株体细胞一样的遗传信息，再使得未受精的卵细胞发育成克隆胚，该个体与N植株的遗传信息一致。 【详解】（1）途径1是通过减数分裂形成配子，而途径2中通过有丝分裂产生配子，有丝分裂过程中不发生基因重组，且子细胞中染色体数不减半，故与途径1相比，途径2中N植株形成配子时不会发生同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换和非同源染色体的自由组合，也不会发生染色体数目减半。 （2）由题意可知，要保持F1优良性状需要基因杂合，一对杂合基因的个体自交获得杂合子的概率是1/2，若该植株有n对独立遗传的等位基因，根据自由组合定律，杂合子自交子代中每对基因均杂合的概率为1/2n，故自交胚与F1基因型（基因杂合）一致的概率为1/2n。而克隆胚的形成相当于无性繁殖过程，子代和N植株遗传信息一致，故克隆胚与N植株基因型一致的概率是100%。 （3）途径1产生自交胚的过程存在基因重组，F1产生的配子具有多样性，经受精作用后的子代具有多样性，不可保持F1的优良性状；而途径2产生克隆胚的过程不存在基因重组，子代和亲本的遗传信息一致，可以保持F1的优良性状。 【点睛】结合题意和图示分析获得具有优良性状的个体的两条途径是解题关键，途径1获得子代的本质为有性生殖，途径2获得子代的本质为无性生殖。
[精品]2019高考 试卷真题 生物专题 天津卷 答案与精解
