20．回答下列關于基因工程的問題．
外源基因需要導入受體細胞才能實現(xiàn)其表達功能．下圖示一種外源基因?qū)胧荏w細胞的方法，請據(jù)圖分析回答：

（1）圖所示的導入方法稱為顯微注射法．在動物基因工程中，受體細胞通常采用受精卵．
基因工程操作步驟中，需要從受體細胞群中篩選出已獲得目的基因的細胞，下圖①-③示一種篩選方法的過程．
pBR322質(zhì)粒含有兩個抗性基因，分別是Amp（氨芐青霉素）抗性基因和Tet（四環(huán)素）抗性基因，其中在Tet抗性基因上有下列目的基因的插入位點（插入將導致Tet抗性基因功能性失活），請據(jù)圖分析回答：

（2）圖中①過程所需的酶是DNA連接酶（DNA連接酶和限制酶）．
（3）經(jīng)過①過程，pBR322質(zhì)�？赡艹霈F(xiàn)的兩種結果A是目的基因成功插入（重組質(zhì)粒）、目的基因插入不成功（沒有發(fā)生重組的質(zhì)粒）．
（4）②過程表示用含四環(huán)素（使細胞停止生長，但不致死）和環(huán)絲氨酸（使生長的細胞致死）的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細菌甲，則培養(yǎng)結果C表示在培養(yǎng)基中可能存活的細菌包括導入不成功的細菌和導入了重組質(zhì)粒的細菌．
（5）若要進一步篩選出符合要求的受體細胞D，則③過程需要做的處理是（請參照過程②的方法）將存活的細菌轉移到含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)．
基因工程中使用的Ⅱ型限制性核酸內(nèi)切酶通�？梢宰R別長度為4-8個核苷酸的特異序列．下列圖示限制酶Sau3AⅠ對DNA片段切割的結果．

（6）請據(jù)圖分析，Sau3AⅠ的識別序列以及切割位點（用“↓”表示）是↓GATC．
下表列出了幾種限制酶的識別序列及其切割位點，圖1（含兩個抗性基因的質(zhì)粒）和圖2（含目的基因的外源DNA）中箭頭表示相關限制酶的酶切位點，請據(jù)圖分析回答：
限制酶XhoⅠBclⅠSalⅠBamHⅠXbaⅠ
識別序列及酶切位點C↓TCGAGT↓GATCAG↓TCGACG↓GATCCT↓CTAGA

（7）為了使目的基因和質(zhì)粒實現(xiàn)定向連接和便于受體細胞的篩選，切割質(zhì)粒的限制酶應選用XbaⅠ和BamHⅠ，切割含目的基因的外源DNA的酶應選用XbaⅠ和BclⅠ．

分析 基因工程技術的基本步驟：
（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕蛭膸熘蝎@取、利用PCR技術擴增和人工合成．
（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等．
（3）將目的基因?qū)胧荏w細胞：根據(jù)受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因?qū)胫参锛毎姆椒ㄓ修r(nóng)桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)雱游锛毎钣行У姆椒ㄊ秋@微注射法；將目的基因?qū)胛⑸锛毎姆椒ㄊ歉惺軕B(tài)細胞法．
（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術．個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答 解：（1）將目的基因?qū)雱游锛毎钣行У姆椒ㄊ秋@微注射法；在動物基因工程中，受體細胞通常采用受精卵，因為受精卵的全能性最高．
（2）圖中①表示基因表達載體的構成過程，該過程首先需要采用限制酶切割外源DNA分子和運載體，其次還需要用DNA連接酶將目的基因和運載體連接形成重組DNA分子．
（3）經(jīng)過①過程，pBR322質(zhì)粒可能出現(xiàn)的兩種結果A，即目的基因成功插入（重組質(zhì)粒）、目的基因插入不成功（沒有發(fā)生重組的質(zhì)粒）．
（4）構建基因表達載體時，四環(huán)素抗性基因被破壞，因此②過程中用含四環(huán)素（使細胞停止生長，但不致死）和環(huán)絲氨酸（使生長的細胞致死）的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細菌甲時，則培養(yǎng)結果C表示在培養(yǎng)基中可能存活的細菌包括導入不成功的細菌和導入了重組質(zhì)粒的細菌．
（5）構建基因表達載體時，氨芐青霉素抗性基因沒有被破壞，因此若要進一步篩選出符合要求的受體細胞D，則③過程需要將存活的細菌轉移到含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)．
（6）由圖可知，Sau3AⅠ的識別序列以及切割位點是↓GATC．
（7）目的基因上有限制酶BamHⅠ的切割位點，則不能用該酶切割外源DNA分子，因此為了使目的基因和質(zhì)粒實現(xiàn)定向連接和便于受體細胞的篩選，切割含目的基因的外源DNA的酶應選用XbaⅠ和BclⅠ；由于BclⅠ和BamHⅠ切割后產(chǎn)生的黏性目的相同，因此切割質(zhì)粒的限制酶應選用XbaⅠ和BamHⅠ．
故答案為：
（1）顯微注射法    受精卵
（2）DNA連接酶（DNA連接酶和限制酶）
（3）目的基因成功插入（重組質(zhì)粒）       目的基因插入不成功（沒有發(fā)生重組的質(zhì)粒）
（4）導入不成功的細菌和導入了重組質(zhì)粒的細菌
（5）將存活的細菌轉移到含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)
（6）↓GATC
（7）XbaⅠ和BamHⅠXbaⅠ和BclⅠ

點評 本題結合圖解，考查基因工程的相關知識，要求考生識記基因工程的原理及操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細節(jié)問題，能結合圖中信息準確答題，屬于考綱理解和應用層次的考查，有一定難度．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中生物 來源： 題型：選擇題

10．如圖為某動物體內(nèi)神經(jīng)調(diào)節(jié)的部分結構示意圖，d處為組織液，若刺激神經(jīng)元甲，則在神經(jīng)元丙上可檢測到動作電位．據(jù)圖判斷下列敘述正確的是（　�。�
A．圖示結構中可見2個突觸和3個突觸小體
B．給予b處適宜刺激，電表指針只發(fā)生一次偏轉
C．刺激c處，可驗證興奮在神經(jīng)纖維上的傳導方向
D．興奮由d→e，發(fā)生“電信號→化學信號→電信號”的轉化

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科目：高中生物 來源： 題型：選擇題

11．如圖表示人體內(nèi)環(huán)境的幾個主要組成部分，下列說法正確的是（　�。�
A．穩(wěn)態(tài)就是指內(nèi)環(huán)境的各種化學成分相對穩(wěn)定
B．圖中如果④中蛋白減少或①流動受阻，均可導致⑥增多
C．如果⑦表示肝細胞，飯后4小時的A端CO2濃度較B低；但葡萄糖濃度較B端高
D．穩(wěn)態(tài)是機體通過消化、呼吸、循環(huán)、泌尿這四個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)活動來維持的

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科目：高中生物 來源： 題型：選擇題

8．下列關于細胞中化合物的敘述，不正確的是（　　）
A．水是生化反應的介質(zhì)，也為細胞提供生存的液體環(huán)境，所以沒有水就沒有生命
B．蛋白質(zhì)熱變性后，更容易被蛋白酶水解
C．無機鹽離子對維持血漿的正常滲透壓和酸堿平衡有重要作用
D．生物體內(nèi)的糖類主要以單糖的形式存在

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科目：高中生物 來源： 題型：解答題

15．回答下列有關細胞分裂與分化的問題．
圖1為某動物細胞中部分亞顯微結構圖、圖2為某細胞分裂圖象，圖3表示一個細胞分裂周期中染色體數(shù)與核DNA數(shù)的比值圖，據(jù)圖回答下列問題：

（1）圖1中[⑥]核仁和核糖體的形成有關，⑦可以允許大分子物質(zhì)如RNA（或組成染色體的蛋白質(zhì)；或DNA聚合酶；或解旋酶均可）等通過該結構．（舉一例即可）
（2）細胞色素C是生物進化上的一個生物化學證據(jù)，該物質(zhì)主要存在于圖1的[②]線粒體中．科學家利用含3H標記尿苷（3H-UdR）的培養(yǎng)基培養(yǎng)該細胞，并在其中加入某促進細胞分裂的藥物，一段時間后，可觀察和測量到AC．（多選）
A．G1期變短，該期有大量3H-UdR進入細胞核
B．S期變長，該期有DNA復制和核糖體的增生
C．G2期變短，該期細胞中有紡錘絲蛋白
D．M期相對較短，該期細胞的核膜始終完整
（3）圖2中所代表的細胞分裂方式中DNA復制一次，中心體復制二次，而此細胞屬于圖3中的BC段．
（4）用32P標記某二倍體生物體細胞（含20條染色體）的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細胞分裂的后期，一個細胞中被32P標記的染色體條數(shù)是20．
（5）人體內(nèi)的造血干細胞可形成紅細胞、血小板、堿性粒細胞、單核粒細胞等，下列有關敘述不正確的是ABC．（多選）
A．造血干細胞僅通過有絲分裂形成三種血細胞
B．血小板、粒細胞的基因選擇性表達產(chǎn)物完全不同
C．從分化潛能上分，造血干細胞屬于多能干細胞，具有全能性
D．造血干細胞有細胞周期，而成熟紅細胞不具有細胞周期．

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科目：高中生物 來源： 題型：選擇題

5．如圖表示動物體體溫調(diào)節(jié)過程的部分示意圖，其中①②③代表激素，當某人從溫暖的房間走到寒冷的室外時，不會發(fā)生的生理現(xiàn)象是（　�。�
A．血液中激素①②③的含量會增加B．激素①③與甲狀腺細胞上的受體結合
C．骨骼肌中物質(zhì)氧化分解加速D．骨骼肌受神經(jīng)支配，不自主戰(zhàn)栗

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科目：高中生物 來源： 題型：解答題

12．番茄為自花傳粉植物，在20世紀初，科學家用植物體細胞雜交技術，將番茄的原生質(zhì)體和馬鈴薯的原生質(zhì)體融合，成功地培育出了番茄-馬鈴薯雜種植株（如圖），但目前還沒有實現(xiàn)這美妙的設想--地上結番茄果實、地下結馬鈴薯塊莖的植物．據(jù)圖回答下列問題：

（1）②過程的發(fā)生，必須進行人工誘導．人工誘導原生質(zhì)體融合的物理方法是：利用離心、振動、電激等（至少寫出兩種）促使原生質(zhì)體融合；化學方法是：用聚乙二醇等試劑作為誘導劑誘導融合．
（2）在利用雜種細胞培育成為雜種植株的過程中，運用的技術手段是植物組織培養(yǎng)，其中過程④相當于脫分化，過程⑤的細胞分裂方式為有絲分裂．
（3）若利用此技術生產(chǎn)人工“種子”，需要將組織培養(yǎng)獲得的胚狀體外面用一層有機膜包裹，并在薄膜以內(nèi)放入一些營養(yǎng)物質(zhì)，這層膜和這些營養(yǎng)物質(zhì)分別具有種皮和胚乳的功能．

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科目：高中生物 來源： 題型：解答題

9．為了調(diào)查某河流的水質(zhì)狀況，某研究小組測定了該河流水樣中的細菌含量，并進行了細菌分離等工作．回答下列問題：
（1）該小組采用稀釋涂布平板法檢測水樣中的細菌含量．在涂布接種前，隨機取若干滅菌后的空白平板先行培養(yǎng)了一段時間，這樣做的目的是檢測培養(yǎng)基平板滅菌是否合格；然后，將1mL水樣稀釋100倍，在3個平板上用涂布法分別接入0.1mL稀釋液；經(jīng)適當培養(yǎng)后，3個平板上的菌落數(shù)分別為39、38和37．據(jù)此可得出每升水樣中的活菌數(shù)為3.8×107．
（2）該小組采用平板劃線法分離水樣中的細菌．操作時，接種環(huán)通過灼燒方法滅菌，在第二次及以后劃線時，總是從上一次劃線的末端開始劃線．這樣做的目的是將聚集的菌體逐步稀釋以便獲得單個菌落．
（3）示意圖A和B中，B表示的是用稀釋涂布平板法接種培養(yǎng)后得到的結果．
（4）該小組將得到的菌株接種到液體培養(yǎng)基中并混勻，一部分進行靜置培養(yǎng)，另一部分進行振蕩培養(yǎng)．結果發(fā)現(xiàn)：振蕩培養(yǎng)的細菌比靜置培養(yǎng)的細菌生長速度快．分析其原因是：振蕩培養(yǎng)能提高培養(yǎng)液中溶解氧的含量，同時可使菌體與培養(yǎng)液充分接觸，提高營養(yǎng)物質(zhì)的利用率．

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科目：高中生物 來源： 題型：解答題

10．圖1表示某植物葉肉細胞中兩個重要的生理過程，圖2為某生物興趣小組研究有關光合作用和細胞呼吸的實驗裝置，實驗開始時打開活塞開關，使水柱液面平齊，然后關閉活塞開關，8小時后，觀察記錄實驗數(shù)據(jù)如下表．
容器植物部位光質(zhì)（光照強度
相同且適宜）		溫度
（℃）		兩側水柱高
度差（mL/4h）
1天竺葵葉紅25240
2天竺葵葉黃2530
3紫羅蘭葉紅25160
4紫羅蘭葉黃2520

請回答下列問題：
（1）圖1中I為氧氣，在甲中[H]參與的具體過程是三碳化合物的還原．
（2）圖1甲和乙中[H]是否是同一種物質(zhì)？否 （填“是”或“否”）．乙中[H]的來源場所分別是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)．
（3）生物興趣小組利用圖2進行的實驗中自變量是植物的種類和光質(zhì)．在該實驗中左側液面均高于右側，其原因是光合作用產(chǎn)生的氧氣量大于呼吸作用消耗的氧氣量（光合速率大于呼吸速率），利用該高度差可以計算出植物的凈光合速率，利用容器1中數(shù)據(jù)可以計算出該速率為15 mL/h．
（4）為了使測定的數(shù)據(jù)更客觀準確，應對實驗結果進行校正（排除非生物因素對實驗結   果的影響），設置對照實驗，對照實驗裝置與圖2裝置的不同處理是將植物換成相同的死植物．

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