20182019高中生物选修三专题1基因工程（含解析）

2019-2019高中生物选修三-专题1-基因工程（含解析）一、单选题1.在DNA连接酶的催化下形成的化学键和位置分别是 （） A.氢键碱基与脱氧核糖之间B.氢键碱基与碱基之间C.磷酸二酯键磷酸与脱氧核糖之间D.磷酸二酯键脱氧核糖与碱基之间2.萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞，获得了高水平的表达。这一研究成果表明（）萤火虫与烟草植物的DNA结构基本相同萤火虫与烟草植物共用一套遗传密码子烟草植物体内合成了荧光素萤火虫和烟草植物合成蛋白质的方式基本相同 A.B.C.D.3.中国二胎政策的放开，使得当前出现生育小高峰。二胎孩子与头胎孩子往往在性状表现上既有相同又有差异，造成这种现象的主要原因是 A.基因突变B.自然选择C.基因重组D.染色体变异4.细菌抗药性基因存（） A.核DNAB.质粒C.RNAD.小的直线型DNA5.我国自主研制的复制型艾滋病疫苗，是把艾滋病病毒RNA的几个重要片段经某种处理后插入天花病毒DNA中，形成重组病毒疫苗。该疫苗在人体内具有复制能力，产生的抗原蛋白可以持续刺激免疫系统，使人产生较强的免疫能力。在该疫苗研制过程中使用了逆转录酶运用基因工程手段，用质粒作载体可利用培养的动物细胞培养天花病毒体现了天花病毒的间接使用价值 A.B.C.D.6.下列有关基因工程的叙述，正确的是（ ） A.DNA连接酶能将碱基对之间的氢键连接起来B.目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变C.限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越大D.Taq酶是PCR过程中常用的一种耐高温的DNA连接酶7.下列有关生物工程的说法错误的是（ ） A.基因工程能打破物种界限,定向地改造生物性状B.蛋自质工程是利用己有的蛋自质组装成新的蛋白质C.利用植物体细胞杂交技术可培育出“番茄一马铃薯”D.单克隆抗体制备用到了动物细胞培养技术8.科学家将干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素第十七位的半胱氨酸改变成了丝氨酸，结果大大提高了干扰素的抗病活性，并且提高了储存稳定性。该生物技术为（） A.基因工程B.蛋白质工程C.基因突变D.细胞工程二、填空题9.基因工程操作步骤中，需要从受体细胞群中筛选出已获得目的基因的细胞，如图中示一种筛选方法的过程pBR322质粒含有两个抗性基因，分别是Ampr（氨苄青霉素）抗性基因和Tetr（四环素）抗性基因，其中在Tetr抗性基因上有下列目的基因的插入位点（插入将导致Tetr抗性基因功能性失活），请回答：（1）如图中过程所需的酶除DNA连接酶以外，需要的限制酶是_（2）经过过程，pBR322质粒可能出现的两种结果：A1是_ A2是_（3）经过导入过程，B（受体细菌）可能出现结果是_（多选）A导入未成功的细菌 B含A1的细菌C含A2的细菌 D含A1和A2的细菌（4）过程表示用含四环素（使细胞停止生长，但不致死）和环丝氨酸（使生长的细胞致死）的培养基中培养细菌甲，则培养结果C表示在培养基中可能存活的细菌包括_ （5）若要进一步筛选出符合要求的受体细胞D，则过程需要做的处理是（请参照过程的方法）_ 10.生物学家利用基因工程技术通过生物反应器生产人的血清蛋白。请根据相关知识回答下列问题： （1）在基因工程的操作中的“分子手术刀”是_。 （2）在基因工程的操作中的“分子缝合针”是_。 （3）基因工程中最常用的载体是_。 （4）人的基因在牛体内能表达，说明人和牛_。 11.如图为三种质粒和一个含目的基因的片段的示意图复制原点是质粒能正常复制的必需组成图中Ap为氨苄青霉素抗性基因，Tc为四环素抗性基因，lacZ为蓝色显色基因，EcoR（0.7Kb）、Pvu（0.8Kb）等为限制酶及其切割的位点与复制原点的距离，1Kb=1000个碱基对长度请据图回答：（1）质粒A、C不能作为目的基因运载体的理由分别是_（2）将图中的目的基因与质粒B进行重组，需要用到_酶如果是两两重组，可能有_种长度的重组结果（3）基因工程中检测筛选含有目的基因的重组质粒是一个重要的步骤现运用EcoR酶切质粒，完全酶切后进行电泳观察，若出现长度为_和_，或者_和_的片段，则可以判断该质粒已与目的基因重组成功（4）若选择自身不含lacZ基因并对抗生素敏感的大肠杆菌作为受体细胞，则在筛选导入成功的受体细胞时应如何操作？_（5）下列关于质粒运载体的说法正确的是_（多选）A使用质粒运载体是为了避免目的基因被分解B质粒运载体只能在与目的基因重组后进入细胞C质粒运载体可能是从细菌或者病毒的DNA改造的D质粒运载体的复制和表达也遵循中心法则E质粒运载体只有把目的基因整合到受体细胞的DNA中才能表达F没有限制酶就无法使用质粒运载体 12.草甘膦是一种广谱除草剂，其除草机制是抑制植物体内EPSPS酶的合成，最终导致植物死亡但是，它的使用有时也会影响到植物的正常生长目前，已发现可以从一种抗草甘膦的大肠杆菌突变株中分离出EPSPS基因，若将该基因转入植物细胞内，从而获得的转基因植物就能耐受高浓度的草甘膦取6株植物，其中，植物A和D对草甘膦敏感，B和E对草甘膦天然具有抗性，C和F则经过了转基因处理，但是否成功还未知图1为4种限制酶的识别序列和酶切位点，图2为含有目的基因的DNA片段及其具有的限制酶切点据图回答下列问题：限制酶MspBamHMboSmp酶切位点CCGGGGCCGGATCCCCTAGGGATCCTAGCCCGGGGGGCCC（1）若AC浇清水，DF浇的水中含有草甘膦，上述植物中，肯定能健康成长的是_（2）若要从大肠杆菌中筛选出含EPSPS基因的突变菌株甲，在大肠杆菌培养基中还必须加入_（3）一个完整的基因表达载体除了具备复制原点、启动子和终止子外，还应包括_和_（4）若需利用酶切法获得目的基因，最应选择的限制酶是_和_（5）通常用_法将EPSPS基因导入植物体内假设EPSPS基因已被成功转移到植物F中，但植物F仍没有表现出抗性，分析可能的原因_13.基因工程被广泛应用于药物制备、动植物育种等，下图所示为基因工程在动物乳腺生物反应器转基因山羊和抗虫棉的培育过程据图回答：（1）在图示过程中，使用的限制酶能够识别_的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，从而获得A也可采用_（填技术名称）从人的DNA分子或苏云金芽孢杆菌中对已知序列的A进行分离并扩增（2）基因工程的关键环节之一是构建B，其完整结构至少包括_等部分，在此过程中除了使用工具酶外，还需使用的工具是_（3）在通过过程形成转基因抗虫棉时，一般要用到植物组织培养技术，但若在过程中采用_法则不需要；在形成转基因山羊C的过程中，需要从雌性动物体内取出卵，在过程中通过_将目的基因导入_，在形成转基因山羊的过程中除了基因工程技术外，还需要用到_技术（4）由于转基因表达产物存在于山羊的乳汁中，检测其体内是否出现药用蛋白，在分子水平上的检测方法是从转基因生物中提取蛋白质，用_ ， 表明目的基因已形成蛋白质产品 14.某地区生长的野生植物类群中出现了许多变异植株请分析回答有关问题：（1）植株的可遗传变异类型中，只能发生在减数分裂过程中的_（2）部分变异植株与正常株相比，茎秆粗壮，营养物质含量明显增加原因是环境因素影响了这些植株有丝分裂中_的形成，导致_成倍的增加（3）某种植物有甲、乙两株突变植株，对它们同一基因形成的信使RNA进行检测，发现甲的第二个密码子中第二个碱基C变为U，乙的第二个密码子中第二个碱基前多了一个U，则与正常植株相比_的性状变化大（4）某植株产生了一种新的抗病基因，要将该基因提取出来，应用_酶处理它的DNA分子，这种酶的作用部位是_ （5）将上述抗病基因转移到农作物体内的核心步骤是_ ， 抗病基因导入受体细胞最常用的方法是_ 15.如图1是三种因相应结构发生替换而产生变异的过程示意图，请据图回答（1）图1中过程的变异类型为_，发生在_（时期）；过程_能在光学显微镜下观察到（2）镰刀型细胞贫血症的变异类型属于过程_在非洲正常人（AA）易患疟疾，而携带者（Aa）既不贫血，又抗疟疾，因此存活率明显提高，这体现了变异的利与害取决于_在疟疾的选择下，基因_的频率增加，说明种群发生了进化（3）如图2是某家族的镰刀型细胞贫血症遗传系谱图，该病在此地的发病率为， 则X患病的概率为_（4）为调查镰刀型细胞贫血症发病率，正确的做法有（不定项）_a调查群体要足够大 b不能在特定人群中调查，要随机调查c要注意保护被调查人的隐私 d必须以家庭为单位逐个调查 三、解答题16.生长激素是一种由垂体分泌的蛋白质类激素，缺乏生长激素会导致侏儒症传统制药工业是从猪脑中提取这类激素，产量很低基因工程以细菌为受体细胞，将人生长激素基因导入其中，细菌增殖并表达产物示意图如图： （1）D是_A在基因工程中称为_获得B与C需要_酶，过程需要_酶 （2）C在基因工程中称为_ （3）过程通过细菌的分裂增殖获得大量的工程菌，产物的表达是通过_过程完成 四、综合题17.应用生物工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新产品。请回答下列有关生物工程的问题。 （1）基因工程中构建基因表达载体需要用到_酶和DNA连接酶，DNA连接酶中，_可连接DNA的两个末端。 （2）大肠杆菌PUC19质粒如图所示。Lacz基因是PUC19质粒上重要的标记基因，其表达产物能水解X-gal，进而使大肠杆菌菌落呈蓝色。用EcoRl构建重组质粒，导入受体菌（不含LacZ基因和氨卡青霉素抗体基因）并进行检测。下列叙述不正确的是_（单选） A.应用涂布法将受体菌群接种在培养基表面B.培养基中应含有氨卡青霉素和X-galC.挑取菌落的接种环在操作前后都应该灼烧灭菌D.应挑取培养基表面的蓝色菌落进行扩大培养（3）植物转基因技术中，最常用的导入目的基因的方法是_，其中需要的运载体是_，目的基因插入到该运载体的_中，以便使植物细胞得以转化。这是_植物和裸子植物常用的一种基因转化方法。 （4）动物基因工程中，一般把目的基因导入动物的_细胞中。 18.阅读如下材料，请回答下列问题：材料甲：人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。（1）图中的高血压相关基因通常可以从基因文库中获取，含有一种生物所有基因的文库称为_，获得人体血清白蛋白基因后可以利用_技术进行扩增，该技术要用到一种特殊的_酶。该技术的基本反应过程：目的基因DNA受热_后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在DNA聚合酶的作用下进行延伸，如此重复循环多次。该技术的原理是_。 （2）子代大鼠如果_和出现高血压，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。 （3）基因工程的核心是_。材料乙：为获得抗病毒的马铃薯植株，往往采用转基因技术，将病毒复制酶基因转移到马铃薯体内。其过程大致如下图所示。（4）上述过程中，将目的基因导入马铃薯细胞使用了农杆菌转化法。该方法先将目的基因插入到农杆菌Ti质粒的_上，然后通过农杆菌的转化作用，使目的基因进入植物细胞并插入到植物细胞的染色体DNA上。导入农杆菌时，要用_处理土壤农杆菌，使之转变为感受态，然后将它们在缓冲液中混合培养以完成转化过程。目的基因在马铃薯体内能否成功转录，可采用的检测方法是_。该转基因马铃薯产生的配子中_(填“一定”或“不一定”）含有目的基因。 19. （1）如图所示，若用两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从基因组DNA上切下目的基因，并将之取代质粒pZHZ1(3.7kb，1kb=1000对碱基)上相应的EF区域 (0.2kb)，那么所形成的重组质粒pZHZ2_。A.既能被E也能被F切开B.能被E但不能被F切开C.既不能被E也不能被F切开D.能被F但不能被E切开（2）已知在质粒pZHZl中，限制酶G切割位点距限制酶E切割位点08kb，限制酶H切割位点距限制酶F切割位点O5kb。若分别用限制酶G和H酶切两份重组质粒pZHZ2样品，据表所列酶切结果判断目的基因的大小为_kb；并将目的基因内部的限制酶G和H切割位点标注在图中。_（3）若想在山羊的乳汁中收获上述目的基因的表达产物，则需将重组质粒pZHZ2导入至山羊的_细胞中。若pZHZ2进入细胞后插入在一条染色体DNA上，那么获得转基因纯合子山羊的方式是_。 （4）上述目的基因模板链中的。TGA序列对应一个密码子，翻译时识别该密码子的tRNA上相应的碱基序列是_。一般而言，一个核糖体可同时容纳_分子的tRNA。 （5）下列四幅图中能正确反映目的基因转录产物内部结构的是_。TSS：转录起始位点，TTS：转录终止位点，STC：起始密码子，SPC：终止密码子 A.B.C.D.答案解析部分一、单选题1.【答案】C 【考点】基因工程的原理及技术 【解析】【分析】DNA连接酶是在两个DNA片段之间的脱氧核苷酸形成磷酸二酯键。而磷酸二酯键是连接单链DNA分子中相连脱氧核苷酸之间的化学键，分析DNA分子结构可知，磷酸二酯键是连接磷酸与脱氧核糖之间的化学键。【点评】本题学生容易将DNA连接酶和DNA聚合酶两种酶的功能混淆，考查了学生的区分能力和理解能力，属于简单题。2.【答案】D 【考点】基因工程的原理及技术 【解析】【分析】萤火虫与烟草植物的DNA能够进行重组，说明不同生物的DNA结构基本相同；萤火虫的荧光素基因能在烟草植物细胞中表达，说明不同生物共用一套遗传密码子；由题干信息“获得了高水平的表达”可知烟草植物体内合成了荧光素；萤火虫和烟草植物合成蛋白质的方式基本相同，都是通过脱水缩合方式合成的。故选D【点评】本题意在考查考生的理解能力，属于容易题。3.【答案】C 【考点】基因重组及其意义 【解析】【解答】可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异。二胎孩子与头胎孩子往往在性状表现上既有相同又有差异，对于有性生殖的生物而言，亲子代之间存在差异的主要原因是基因重组，即有性生殖过程中控制不同性状的基因重新组合。故答案为：C【分析】进行有性生殖的生物，产生可遗传变异的主要原因是基因重组。4.【答案】B 【考点】基因工程的原理及技术 【解析】【分析】细菌的抗药性基因位于细胞内拟核以外的小型环状DNA分子中，这个DNA分子一般称为质粒。5.【答案】C 【考点】基因工程的应用 【解析】【分析】艾滋病病毒的遗传物质是RNA，科学家利用相应的RNA为模板逆转录合成DNA，再将其插入天花病毒DNA中制成重组病毒疫苗，即为相应的DNA疫苗；该技术属于基因工程技术，载体是天花病毒，而不是质粒；病毒营寄生生活，不能独立代谢，所以要相应的宿主活细胞来培养病毒；复制型艾滋病疫苗的研制体现了天花病毒的直接利用价值。故本题答案选C。6.【答案】C 【考点】基因工程的原理及技术 【解析】【解答】解：A、DNA连接酶将DNA分子之间的磷酸二酯键连接起来，A不符合题意；B、目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因重组，B不符合题意；C、限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，所以识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越大，C符合题意；D、Taq酶是用PCR仪对DNA分子扩增过程中常用的一种耐高温的DNA聚合酶，D不符合题意故选：C【分析】a、基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体，其中限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂；DNA连接酶的作用是连接具有相同黏性末端的DNA片段以形成重组DNA分子；运载体的作用将目的基因导入受体细胞b、PCR技术扩增DNA的条件：模板（已知序列的DNA）、原料（四种脱氧核苷酸）、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）7.【答案】B 【考点】蛋白质工程 【解析】【分析】蛋白质工程是以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造出一种新的蛋白，满族人类的生产和生活需要，错误。【点评】本题考查生物工程的相关知识，意在考查考生能运用所学知识与观点，做出合理的判断或得出正确的结论的能力。8.【答案】B 【考点】蛋白质工程 【解析】【分析】据题意可看出，通过定点突变干扰素基因，从而改造干扰素这种蛋白质的结构，属于蛋白质工程中的小改。【点评】本题考查了学生的识记能力和审题能力，属于简单题。二、填空题9.【答案】EcoR V Sal 1；重组质粒；没有发生重组的质粒；A B C D；导入不成功的细菌和导入了重组质粒的细菌；将存活的细菌转移到含氨苄青霉素的培养基上培养 【考点】基因工程的原理及技术 【解析】【解答】解：（1）过程为构建基因表达载体，需要对质粒进行切割和与目的基因相连接，所以要用限制酶和DNA连接酶；据图分析可知，限制酶可选EcoRV Sal1（2）为构建基因表达载体，会出现将目的基因与质粒成功重组和重组失败的结果，所以BR322会出现两种结果，即：重组质粒和未重组的质粒；（3）经过导入过程，B（受体细菌）细菌有4类情况：含有不是重组的质粒、含有重组质粒的、不含有质粒的、同时含有重组和不重组的质粒（4） 细菌有三类：含有质粒（不是重组的）、含有重组质粒的、不含有质粒的Tet抗性基因上有目的基因的插入位点，所以重组质粒上没有Tet抗性基因，成功导入重组质粒的细菌和没有导入的细菌均不含Tet抗性基因，即都不抗四环素，细胞可以在含四环素培养基上存活但不生长，而环丝氨酸会使生长的细胞致死，对不生长的细胞无影响，但会使含有抗四环素的细菌致死，所以C中成活的细菌有导入不成功的细菌和导入重组质粒的细菌（5）经过C后，现需要含重组质粒的细菌，含重组质粒的细菌含有Amp抗性基因，可在氨卡青霉素培养基中生长，而导入不成功的细菌会在其中死亡，所以可将经过C存活的细菌转入含氨卡青霉素的培养基中培养【分析】图中所示为基因工程四步骤：图3表示获取目的基因，图2图3表示构建基因表达载体，即过程，将目的基因导入受体细胞AB过程，目的基因的检测与鉴定过程10.【答案】（1）限制酶（2）DNA连接酶（3）质粒（4）共用一套遗传密码。 【考点】基因工程的原理及技术 【解析】【解答】（1）在基因工程的操作中的“分子手术刀”即切割DNA的是限制核酸内切酶简称限制酶；（2）在基因工程的操作中的“分子缝合针”是DNA连接酶；（3）基因工程中最常用的载体是质粒；（4）人的基因在牛体内能表达，说明人和牛共用一套遗传密码。【分析】理清DNA重组技术的基本工具：(1)限制性核酸内切酶(简称：限制酶)来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。作用：识别特定的核苷酸序列并切开特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。结果：产生黏性末端或平末端。(2)DNA连接酶作用：将限制酶切割下来的DNA片段拼接成DNA分子。(3)载体种类：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒等。11.【答案】缺少标记基因、复制原点被限制酶切割；限制酶（Pvu）和DNA连接酶；3；1.1kb；5.6 kb；3.1 kb；3.6 kb；在含有氨苄青霉素的培养基上培养经过导入处理的大肠杆菌，若能形成白色菌落的即为导入重组质粒的大肠杆菌；ADF 【考点】基因工程的原理及技术 【解析】【解答】解：（1）由图可知，质粒A中缺少标记基因，质粒C中的复制原点被酶切割，所以A、C不能作为运载体（2）由图可知，获取目的基因使用的限制酶是Pvu，所以切割质粒B也用该限制酶，同时目的基因与运载体连接的时候还需要DNA连接酶用DNA连接酶连接时，可能出现质粒环化、目的基因环化、形成重组质粒，有3处长度的结果（3）根据题意，质粒长度为2.7kb，目的基因长度为4.0kb，所以重组质粒长度为6.7kb，出现长度为1.1kb，则另一个长度为5.6kb，若目的基因重组时倒置，可形成3.1kb和3.6kb的片段（4）若选择自身不含lacZ基因并对抗生素敏感的大肠杆菌作为受体细胞，则在含有氨苄青霉素的培养基上培养经过导入处理的大肠杆菌，若能形成白色菌落的即为导入重组质粒的大肠杆菌（5）A、使用质粒运载体是为了避免目的基因被分解，A正确；B、质粒运载体也能进入细胞，B错误；C、质粒运载体可能是从细菌或者酵母菌的DNA改造的，C错误；D、质粒运载体的复制和表达也遵循中心法则，D正确；E、质粒运载体只要把目的基因导入到受体细胞后就能表达，E错误；F、没有限制酶就无法使用质粒运载体，F正确【分析】基因表达载体由启动子、终止子、标记基因和目的基因组成基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体1、限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂2、DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键12.【答案】ABCE；草甘膦；标记基因；目的基因；Msp；Sma；农杆菌转化法；目的基因没有成功表达或表达的产物失活 【考点】基因工程的原理及技术 【解析】【解答】（1）植物A和D对草甘膦敏感，B和E对草甘膦天然具有抗性，C和F则经过了转基因处理，所以AC浇清水，都能健康成长；F虽经过了转基因处 理，但是否成功还未知，所以DF浇的水中含有草甘膦，D肯定不能健康成长，E肯定能健康成长，F未知因此，肯定能健康成长的是ABCE（2）要从大肠杆菌中筛选出含EPSPS基因的突变菌株，则必须要用含草甘膦的选择培养基培养大肠杆菌（3）基因表达载体的组成包括复制原点、启动子、终止子、标记基因和目的基因（4）用BamH切割会破坏目的基因，用Mbo切割也会破坏目的基因，因此要用酶切法获得目的基因，最应选择的限制酶是Msp和Sma，这样既可获得目的基因，也可以防止目的基因与运载体反向链接（5）将目的基因导入受体细胞常用农杆菌转化法若EPSPS基因已被成功转移到植物F中，但植物F仍没有表现出抗性，可能的原因目的基因没有成功表达或表达的产物失活【分析】分析表格：表中是四种限制酶的识别序列和切割位点，其中BamH的识别序列也能被Mbo识别和切割分析图2：用BamH切割会破坏目的基因，用Mbo切割也会破坏目的基因，因此要用酶切法获得目的基因，最应选择的限制酶是Msp和Sma13.【答案】双链DNA分子；PCR（或多聚酶链式反应）；目的基因、启动子、终止子、复制原点和标记基因；载体；花粉管通道；显微注射；受精卵；胚胎移植；相应的抗体进行抗原抗体杂交，若有杂交带出现 【考点】基因工程的原理及技术 【解析】【解答】（1）基因工程的工具包括限制酶、DNA连接酶两种限制酶和运载体，其中，限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开PCR技术可用于较大DNA分子中目的基因的分离与扩增（2）基因工程包括四个步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定（3）基因工程的关键环节之一是构建表达载体，完整的基因表达载体包括：目的基因、启动子、终止子、复制原点和标记基因等结构（4）检测目的基因是否表达出蛋白质，可从转基因生物中提取蛋白质，用应的抗体进行抗原抗体杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已形成蛋白质产品【分析】根据题意和图示分析可知：图示表示利用生物技术获得生物新品种的过程，其中表示获取目的基因的过程，则A为目的基因，B表示重组质粒；表示将目的基因导入受体细胞的过程；表示早期胚胎培养、胚胎移植过程；表示植物组织培养过程14.【答案】基因重组；纺缍体；染色体组（染色体数目）；乙；限制性核酸内切（或限制）；磷酸二酯键；基因表达载体的构建；农杆菌转化法 【考点】基因重组及其意义 【解析】【解答】（1）减数分裂过程中发生的可遗传变异有：基因突变、基因重组、染色体变异；有丝分裂过程中发生的可遗传变异有：基因突变、染色体变异从可遗传变异角度区分是减数分裂还是有丝分裂要看“基因重组”（2）“茎秆粗壮，营养物质含量明显增加”是多倍体的特征，多倍体的成因是在环境因素的影响下有丝分裂前期纺锤体形受到抑制，导致染色体数目加倍（3）甲的第二个密码子中第二个碱基C变为U，属于基因突变中的替换，只改变一个氨基酸；乙的第二个密码子中第二个碱基前多了一个U，属于基因突变中的增添，插入位置前不影响，影响插入后的所有氨基酸序列（4）从DNA分子中获取目的基因要用限制性核酸内切酶（简称限制酶），其作用部位是磷酸二酯键（5） 基因工程的核心是基因表达载体的构建；导入目的基因的方法：农杆菌转化法、显微注射法、钙离子处理的方法受体细胞是植物，最常用的导入目的基因的方法是 农杆菌转化法；若受体细胞是动物细胞，最常用的导入目的基因的方法是显微注射法；若受体细胞是微生物细胞，最常用的导入目的基因的方法是钙离子处理的方 法【分析】1、植物在通过减数分裂形成配子的过程中，会发生基因重组2、环境因素（如低温）可影响有丝分裂过程中纺锤体的形成，形成多倍体3、基因中碱基的替换属于点突变，只影响一个密码子的表达；而乙的突变属于移码突变，从突变点以后，基因中的脱氧核苷酸的序列都发生了变化，因此乙与正常植株相比，性状变化较大4、限制性核酸内切酶可用于切取目的基因，切割的部位是磷酸二酯键5、基因工程包括四个步骤，其中最核心的步骤是基因表达载体的构建，抗病基因导入植物细胞的常用方法是农杆菌转化法15.【答案】基因重组；减数第一次分裂前期；生物生存的环境；a；0.55%；abc 【考点】基因重组及其意义 【解析】【解答】（1）图1中过程表示在减数第一次分裂前期，同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组；过程表示染色体结构变异，能在光学显微镜下观察到（2）镰刀型细胞贫血症的根本原因是基因突变在非洲正常人（AA）易患疟疾，而携带者（Aa）既不贫血，又抗疟疾，因此存活率明显提高，体现了变异的利与害取决于生物生存的环境在疟疾的选择下，基因a的频率增加，说明种群发生了进化（3）如图2是某家族的镰刀型细胞贫血症遗传系谱图，属于常染色体上隐性遗传病，该病在此地的发病率1/3600，则a=1/60，A=59/60，正常人群中Aa=2=， 患者弟弟的基因型为Aa，则AaAaaa=0.55%（4）为调查镰刀型细胞贫血症发病率，正确的做法有调查群体要足够大，不能在特定人群中调查，要随机调查和要注意保护被调查人的隐私，不需要必须以家庭为单位逐个调查，故选abc【分析】据图分析，表示基因突变；表示同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组；表示非同源染色体上的易位，属于染色体结构变异图2中“无中生有为隐性，隐性遗传看女病，女病男正非伴性”，即为常染色体上隐性三、解答题16.【答案】（1）重组质粒；运载体；相同的限制；DNA连接（2）目的基因（3）转录和翻译 【考点】基因工程的原理及技术 【解析】【解答】解：（1）根据题意和图示分析可知：A是小型环状DNA，为质粒；质粒和目的基因需要利用相同的限制酶切割，然后用DNA连接酶进行连接从而形成重组质粒，即图中D表示重组质粒质粒在基因工程中称为运载体（2）C在基因工程中称为目的基因（3）过程通过细菌的分裂增殖获得大量的工程菌，产物的表达就是基因的表达，基因的表达包括转录和翻译两个步骤 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因DNA分子杂交技术；检测目的基因是否转录出了mRNA分子杂交技术；检测目的基因是否翻译成蛋白质抗原抗体杂交技术个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等四、综合题17.【答案】（1）限制性核酸内切酶 (限制酶）；T4DNA连接酶（2）D（3）农杆菌转化法；Ti质粒；T-DNA；双子叶（4）受精卵 【考点】基因工程的原理及技术，基因工程的应用 【解析】【解答】解：（1）在构建基因表达载体时要用到的工具酶有限制酶和DNA连接酶，T4DNA连接酶可连接DNA的两个末端。（2）由题意可知，受体菌必须均匀分布在培养基中，应用涂布法将受体菌群接种在培养基表面，A不符合题意；氨苄青霉素抗性基因属于标记基因，EcoRI的酶切位点位于LacZ基因上，因此培养基中应含有氨苄青霉素和X-gal，含有目的基因的大肠杆菌能在该培养基上生存，但不会出现蓝色，B不符合题意；为了防止杂菌污染，以及目的菌污染环境，因此挑取菌落的接种环在操作前后都应该灼烧灭菌，C不符合题意；由于含有目的基因的大肠杆菌上存在氨苄青霉素抗性基因，而LacZ基因被破坏，所以应挑取培养基表面的氨苄青霉素抗性基因的菌落进行扩大培养，D不符合题意。（3）植物转基因技术中，常用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞，其中需要的运载体是农杆菌的Ti质粒，目的基因插入到该运载体的T-DNA中，以便使植物细胞得以转化，这是双子叶植物和裸子植物常用的一种基因转化方法。（4）动物基因工程中，一般把目的基因导入动物的受精卵细胞中。【分析】解答此题要理清基因工程的操作步骤和操作工具，主要包括为四步：目的基因的获取基因表达载体的构建将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定。至少需要三种操作工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。基因表达载体主要由目的基因、标记基因、启动子和终止子，其中标记基因的作用是为了鉴别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。18.【答案】（1）基因组文库；PCR(或多聚酶链式反应）；热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；变性；DMA双链复制（2）检测到体内有相关蛋白（3）构建基因表达载体（4）TDNA；Ca2+；分子杂交技术；不一定 【考点】基因工程的应用 【解析】【解答】（1）获取目的基因（人的血清白蛋白基因）的方法：从基因文库（或自然界已有的物种中分离）获取；获得人体血清白蛋白基因后可以利用PCR技术进行扩增，该技术要用到一种特殊的热稳定高的DNA聚合酶，PCR扩增DNA的过程包括高温变性、低温复性、中温延伸过程，因此，利用PCR技术扩增目的基因的过程中，目的基因受热变性，DNA双链形成单链并与引物结合，在Taq聚合酶的作用下延伸形成DNA，因此该技术的原理是DNA复制。（2）子代大鼠如果检测出与高血压有关的蛋白质和表现高血压症状，说明高血压基因已经成功表达。(3)基因工程的核心是构建基因表达载体。（4）该方法先将目的基因插入到农杆菌Ti质