Question

【題目】隨著酒的消費量增加，解酒藥物的需求隨之增加。科學家發現乙醇進入獼猴機體內的代謝途徑如下圖所示。對獼猴（2n=42）的代謝進行研究，缺乏酶1，喝酒臉色基本不變但易醉，稱為“白臉稱猴”，缺乏酶2，喝酒后乙醛積累刺激血管引起臉紅，稱為”紅臉稱猴；還有一種是號稱“不醉稱猴”，原因是兩種酶都有。請據圖回答下列問題：

（1）乙醇進入機體的代謝途徑，說明基因可通過控制________的合成來控制代謝過程，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系不大，理由是與酒精代謝有關的基因位于________（填“常”或“性”染色體上。）

（2）請你設計實驗，判斷某“白臉獼猴”雄猴的基因型。

實驗步驟：①讓該“白臉獼猴”與____________，并產生多只后代。

②觀察、統計后代的表現型及比例。

結果預測及

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對緩解酒精中毒的作用，科學家以小鼠為實驗動物進行如下研究：

實驗準備：①構建含目的基因b的表達載體，并導入酵母菌細胞

②設計特定引物分別對導入重組質粒的酵母細胞總DNA、重組質粒、未導入重組質粒的酵母細胞總DNA進行擴增，來確定陽性菌株，電泳后結果如下圖（注：M表示標準參照）。圖中是陽性菌株的是樣本____________。

③將陽性菌株接種于液體培養基中進行發酵，離心后取上清液提純并鑒定發酵產物，用于動物實驗。

表一小鼠醉酒實驗結果

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

[注：動物實驗中以小鼠翻正反射是否消失作為醉酒的標準，據此計算醉酒時間。]

實驗步驟：將小鼠隨機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________________，并計算醉酒時間。

分析實驗結果，得出結論：________________________。

（4）基于以上研究，請提出一個后續可研究的方向以應用于醫藥行業_____________。

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 正反射消失時間 服藥組比模型組的醉酒時間較長，該酶能減緩小鼠醉酒 開發成熟的酶制劑

【解析】

根據題意和圖示分析可知：由于A、a基因位于4號常染色體上，B、b基因位于12號常染色體上，所以遵循基因的自由組合定律。圖示為乙醇進入機體的代謝途徑，說明基因控制性狀是通過控制酶的合成來控制代謝過程，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）乙醇進入機體的代謝途徑，說明基因控制性狀是通過控制酶的合成來控制代謝過程，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系不大，判斷的理由是與酒精代謝有關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設計特定引物分別對導入重組質粒的酵母細胞總DNA、重組質粒、未導入重組質粒的酵母細胞總DNA進行擴增，來確定陽性菌株，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，說明樣本1中含有目的基因，所以圖中是陽性菌株的是樣本1。

③實驗步驟：將小鼠隨機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，按照實驗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間，并計算醉酒時間。

由上述的實驗結果可知，服藥組比模型組的醉酒時間較長，說明該酶能減緩小鼠醉酒。

（4）基于以上研究，可開發成熟的酶制劑應用于醫藥行業。