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第一章 基因工程 一、單選題 1.在基因工程中，科學(xué)家所用的“剪刀”、“針線(xiàn)”和“載體”分別可以是指（ ） A.大腸桿菌病毒、質(zhì)粒、DNA連接酶 B.DNA連接酶、DNA聚合酶、噬菌體 C.限制酶、DNA聚合酶、質(zhì)粒 D.限制酶、DNA連接酶、質(zhì)粒 2.下列物質(zhì)或過(guò)程不影響磷酸二酯鍵數(shù)目變化的是（ ） A.RNA聚合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶、Taq酶 B.DNA聚合酶、DNA連接酶、限制酶 C.遺傳信息的翻譯、PCR中DNA解鏈 D.cDNA文庫(kù)的構(gòu)建、染色體的結(jié)構(gòu)變異 3.β珠蛋白是動(dòng)物血紅蛋白的重要組成成分，采用具有四環(huán)素抗性基因的質(zhì)粒作為運(yùn)載體，能使大腸桿菌生產(chǎn)出人的β珠蛋白。下列敘述正確的是 A.可從人的成熟的紅細(xì)胞中提取DNA，直接分離目的基因 B.從造血干細(xì)胞提取mRNA反轉(zhuǎn)錄形成目的基因 C.用CaCl2處理大腸桿菌，有利于重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌 D.可根據(jù)受體細(xì)胞是否具有四環(huán)素抗性來(lái)檢測(cè)目的基因是否表達(dá) 4.下列有關(guān)基因工程的敘述，正確的是 A.DNA連接酶只能將同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割形成的黏性末端連接起來(lái) B.目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，受體細(xì)胞即發(fā)生基因突變 C.限制性?xún)?nèi)切酶識(shí)別序列越短，則該序列在DNA中出現(xiàn)的幾率就越大 D.常使用的運(yùn)載體有大腸桿菌、噬菌體和動(dòng)植物病毒等 5.將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲(chóng)基因?qū)氲绞荏w細(xì)胞后，發(fā)生了如圖所示過(guò)程。此過(guò)程中用到的原料和酶包括（ ） ①解旋酶 ②DNA聚合酶 ③DNA連接酶 ④限制酶 ⑤RNA聚合酶 ⑥四種核糖核苷酸 ⑦四種脫氧核苷酸 ⑧八種核苷酸 A.①②⑦ B.⑤⑥ C.③⑧ D.④⑤⑦ 6.下列應(yīng)用不涉及基因工程技術(shù)的是（　　） A.培育能產(chǎn)生乙肝疫苗的酵母菌 B.培育能生產(chǎn)人類(lèi)激素的綿羊 C.培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的“太空椒” D.培育分解石油的“超級(jí)細(xì)菌” 7.科學(xué)家利用基因工程技術(shù)，將人胰島素基因拼接到大腸桿菌的DNA分子中，通過(guò)大腸桿菌的繁殖，即可批量生產(chǎn)人胰島素，這說(shuō)明（） A.胰島素是蛋白質(zhì) B.人和大腸桿菌有相同的遺傳物質(zhì) C.人是由大腸桿菌進(jìn)化而來(lái) D.人和大腸桿菌的翻譯過(guò)程相同或相近 8.基因工程產(chǎn)物可能存在著一些安全性問(wèn)題,但不必?fù)?dān)心( ) A.三倍體轉(zhuǎn)基因鯉魚(yú)與正常鯉魚(yú)的雜交，進(jìn)而導(dǎo)致自然種群被淘汰 B.目的基因（如殺蟲(chóng)基因）本身編碼的產(chǎn)物可能會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生毒性 C.運(yùn)載體的標(biāo)記基因（如抗生素抗性基因）可能指導(dǎo)合成有利于抗性進(jìn)化的產(chǎn)物 D.目的基因通過(guò)花粉的散布轉(zhuǎn)移到其他植物體內(nèi)，從而可能打破生態(tài)平衡 9.在已知某小片段基因堿基序列的情況下，獲得該基因的最佳方法是( ) A.用mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄合成DNA B.以4種脫氧核苷酸為原料人工合成 C.將供體DNA片段轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞中，再進(jìn)一步篩選 D.由蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測(cè)mRNA 10.如果用兩種不同方法分別切斷同一堿基序列的脫氧核苷酸鏈，得到的兩組片段是 則比較兩組片段的堿基序列，推斷原脫氧核苷酸的全部堿基序列應(yīng)該是 ( ) A.③②①④ B.①④③② C.②①④③ D.④②③① 11.下列關(guān)于基因工程技術(shù)的敘述，正確的是（ ） A.切割質(zhì)粒的限制酶能特異性識(shí)別的序列均由6個(gè)核苷酸組成 B.PCR反應(yīng)中兩種引物的堿基間互補(bǔ)配對(duì)以保證與模板鏈的正常結(jié)合 C.載體質(zhì)粒通常采用抗生素抗性基因作為標(biāo)記基因 D.目的基因必須位于重組質(zhì)粒的啟動(dòng)子和終止子之間才能進(jìn)行復(fù)制 12.下列一般不作為基因工程中的標(biāo)記基因的是（　?。? A.四環(huán)素抗性基因 B.綠色熒光蛋白基因 C.產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因 D.貯藏蛋白的基因 13.下列關(guān)于質(zhì)粒的敘述，正確的是（ ） A.質(zhì)粒是廣泛存在于細(xì)菌細(xì)胞中的一種顆粒狀細(xì)胞器 B.質(zhì)粒是細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中能夠自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子 C.質(zhì)粒只有在導(dǎo)入宿主細(xì)胞后才能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制 D.細(xì)菌質(zhì)粒的復(fù)制過(guò)程一定是在宿主細(xì)胞外獨(dú)立進(jìn)行的 二、填空題 14.蘇云金芽孢桿菌能產(chǎn)生具有殺蟲(chóng)能力的毒素蛋白．如圖是培育轉(zhuǎn)毒素蛋白基因植物及轉(zhuǎn)基因植物中兩種生物大分子合成的部分過(guò)程示意圖．請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題： （1）將圖中①處的DNA用HindⅢ、BamH l完全酶切后，反應(yīng)管中有________種DNA片段．過(guò)程②需要用到________酶． （2）假設(shè)圖中質(zhì)粒原來(lái)BamHl的識(shí)別序列變?yōu)锽clI的識(shí)別序列，現(xiàn)用BclI和HindⅢ切割質(zhì)粒，再經(jīng)過(guò)程②能否獲得所需重組質(zhì)粒________，理由是________ （3）若上述假設(shè)成立，并成功形成重組質(zhì)粒，則重組質(zhì)?？杀幌拗泼竉_______切割． （4）圖中α鏈?zhǔn)莀_______．不同組織細(xì)胞的相同DNA進(jìn)行過(guò)程③時(shí)啟用的起始點(diǎn)________（填“都相同”或“都不同”或“不完全相同”），原因是________ 15.如圖是培育表達(dá)人乳鐵蛋白的乳腺生物反應(yīng)器的技術(shù)路線(xiàn)．圖中tetR表示四環(huán)素抗性基因，ampR表示氨芐青霉素抗性基因，BamHI、HindIII、Sma I直線(xiàn)所示為三種限制酶的酶切位點(diǎn)．據(jù)圖回答： （1）圖中將人乳鐵蛋白基因插入載體，需用________限制酶同時(shí)酶切載體和人乳鐵蛋白基因．篩選含有重組載體的大腸桿菌首先需要在含________的培養(yǎng)基上進(jìn)行．能驅(qū)動(dòng)人乳鐵蛋白基因在乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)的調(diào)控因子是圖中的________．過(guò)程①采用的操作方法通常是________． （2）過(guò)程②代表的生物技術(shù)是________．對(duì)早期胚胎進(jìn)行切割，經(jīng)過(guò)程②可獲得多個(gè)新個(gè)體．目前最常見(jiàn)的是經(jīng)分割產(chǎn)生的同卵________胎． （3）為檢測(cè)人乳鐵蛋白是否成功表達(dá)，可采用________技術(shù)． （4）對(duì)代孕牛的要求是________ 16.下面是將某細(xì)菌的基因A導(dǎo)入大腸桿菌內(nèi)，制備“工程菌”的示意圖． 請(qǐng)據(jù)圖回答： （1）獲得A有兩條途徑：一是以A的mRNA為模板，在________酶的催化下，合成互補(bǔ)的單鏈DNA，然后在________作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需基因；二是根據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的________序列，推測(cè)出相應(yīng)的mRNA序列，然后按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，推測(cè)其DNA的________序列，再通過(guò)化學(xué)方法合成所需基因． （2）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí)，需要在反應(yīng)體系中添加的有機(jī)物質(zhì)有________、________、4種脫氧核苷酸三磷酸和耐熱性的DNA聚合酶，擴(kuò)增過(guò)程可以在PCR擴(kuò)增儀中完成． （3）由A和載體B拼接形成的C通常稱(chēng)為_(kāi)_______． （4）在基因工程中，常用Ca2+處理D，其目的是________． 三、解答題 17.生長(zhǎng)激素是一種由垂體分泌的蛋白質(zhì)類(lèi)激素，缺乏生長(zhǎng)激素會(huì)導(dǎo)致侏儒癥．傳統(tǒng)制藥工業(yè)是從豬腦中提取這類(lèi)激素，產(chǎn)量很低．基因工程以細(xì)菌為受體細(xì)胞，將人生長(zhǎng)激素基因?qū)肫渲?，?xì)菌增殖并表達(dá)產(chǎn)物．示意圖如圖： （1）D是________．A在基因工程中稱(chēng)為_(kāi)_______．獲得B與C需要________酶，過(guò)程④需要________酶． （2）C在基因工程中稱(chēng)為_(kāi)_______． （3）過(guò)程⑦通過(guò)細(xì)菌的分裂增殖獲得大量的工程菌，產(chǎn)物的表達(dá)是通過(guò)________過(guò)程完成． 四、綜合題 18.如圖為基因工程中利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，培育出新性狀植株的過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖分析回答： （1）將攜帶外源基因的DNA導(dǎo)入植物細(xì)胞中所用到的工具酶有________。 （2）農(nóng)桿菌在自然狀態(tài)下，能感染________植物和裸子植物，因?yàn)檫@些植物受到損傷時(shí)，傷口會(huì)分泌大量的________，吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞。利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法時(shí)，作為基因工程中運(yùn)載體的是________。 （3）目的基因?qū)胫参锛?xì)胞后，能夠在受體細(xì)胞中維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程，稱(chēng)為_(kāi)_______。檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，常用的方法是________。 （4）導(dǎo)入目的基因的植物細(xì)胞一般需要通過(guò)________的方法，才能培育成表現(xiàn)新性狀的植株。利用基因工程進(jìn)行育種，可以培育出具有新性狀的植株，這種育種方式的優(yōu)點(diǎn)是：①________；②________。 19.如圖表示利用基因工程培育抗蟲(chóng)棉過(guò)程的示意圖．請(qǐng)據(jù)圖回答下列有關(guān)問(wèn)題： （1）科學(xué)家在進(jìn)行圖中（①）操作時(shí)，要用________分別切割運(yùn)載體和目的基因，運(yùn)載體的黏性末端與目的基因DNA片段的黏性末端可通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則而結(jié)合，進(jìn)而通過(guò)________而連接． （2）基因工程的理論基礎(chǔ)之一是________法則，可用公式（圖解）表示為_(kāi)_______． （3）Ⅲ是導(dǎo)入目的基因的受體細(xì)胞，經(jīng)培養(yǎng)、篩選獲得一株有抗蟲(chóng)特性的轉(zhuǎn)基因植株．經(jīng)分析，該植株細(xì)胞中染色體上含有一個(gè)攜帶目的基因的DNA片段，因此可以把它看作是雜合子．理論上，在該轉(zhuǎn)基因自交產(chǎn)生F1代中，仍具有抗蟲(chóng)特性的植株占總數(shù)的________．將上述抗蟲(chóng)棉植株的后代種子種植下去后，后代往往有些植株不再具有抗蟲(chóng)特性，原因是發(fā)生________．要想獲得純合子，常采用的方法是________． （4）下列是幾種搭配的密碼子，據(jù)此推斷圖中合成的多肽，其前三個(gè)搭配的種類(lèi)（按前后順序排列）________． [甲硫氨酸（AUG）、甘氨酸（GGA）、絲氨酸（UCU）、酪氨酸（UAC）、精氨酸（AGA）、丙氨酸（GCU）]．  答案解析部分 一、單選題 1.【答案】D 【解析】【解答】解：（1）限制性核酸內(nèi)切酶能特異性識(shí)別特定的核苷酸系列，并在特定的核苷酸序列處切割質(zhì)粒和目的基因，稱(chēng)為基因的“剪刀”；（2）DNA連接酶能夠?qū)蓚€(gè)DNA片段連接起來(lái)，是“基因的針線(xiàn)”；（3）質(zhì)粒是常用的運(yùn)載體，是“分子運(yùn)輸車(chē)”． 故選：D． 【分析】基因工程的工具：（1）限制酶：能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂．（2）DNA連接酶：連接的是兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵．（3）運(yùn)載體：常用的運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒． 2.【答案】C 【解析】【解答】DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯鍵，凡是涉及到DNA和RNA合成或分解的過(guò)程都會(huì)影響磷酸二酯鍵數(shù)目變化。DNA聚合酶、Taq酶、DNA連接酶所催化形成的產(chǎn)物都是DNA，RNA聚合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶所催化形成的產(chǎn)物都是RNA，因此它們都可以催化形成磷酸二酯鍵，而限制酶切割的是DNA分子中的磷酸二酯鍵，AB不符合題意；遺傳信息的翻譯產(chǎn)物是蛋白質(zhì)，PCR中DNA解鏈?zhǔn)抢酶邷厥惯B接兩條DNA鏈間的氫鍵斷裂，C符合題意；cDNA文庫(kù)的構(gòu)建離不開(kāi)逆轉(zhuǎn)錄酶、DNA連接酶等的催化，染色體的結(jié)構(gòu)變異過(guò)程涉及到DNA的斷裂，可能會(huì)影響磷酸二酯鍵數(shù)目變化，D不符合題意。 故答案為：C 【分析】與DNA相關(guān)的五種酶的比較： 名稱(chēng) 作用部位 作用結(jié)果 限制酶 磷酸二酯鍵 將DNA切成兩個(gè)片段 DNA連接酶 磷酸二酯鍵 將兩個(gè)DNA片段連接為一個(gè)DNA分子 DNA聚合酶 磷酸二酯鍵 將單個(gè)脫氧核苷酸依次連接到單鏈末端 DNA (水解)酶 磷酸二酯鍵 將DNA片段水解為單個(gè)脫氧核苷酸 解旋酶 堿基對(duì)之間的氫鍵 將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈，形成兩條長(zhǎng)鏈 3.【答案】C 【解析】【分析】人體成熟的紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核和各種細(xì)胞器，因此沒(méi)有DNA；β珠蛋白基因只在紅細(xì)胞中表達(dá)形成mRNA，所以造血干細(xì)胞中不含β珠蛋白的mRNA；用CaCl2處理大腸桿菌，可增大細(xì)胞壁的通透性，有利于重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌；可根據(jù)受體細(xì)胞是否具有四環(huán)素抗性來(lái)檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞。故選C 4.【答案】C 【解析】【分析】DNA連接酶能將具有相同黏性末端的DNA片段（不一定是由同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割形成的）連接起來(lái)，故A錯(cuò)誤；目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，與受體細(xì)胞DNA整合，發(fā)生基因重組，故B錯(cuò)誤；限制性?xún)?nèi)切酶識(shí)別序列越短，則該序列在DNA中出現(xiàn)的幾率就越大，故C正確；常使用的運(yùn)載體有質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒等，大腸桿菌往往作為基因工程的受體細(xì)胞，故D錯(cuò)誤。 5.【答案】B 【解析】【解答】通過(guò)A—U配對(duì)可以識(shí)別出該過(guò)程為轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄是指以DNA分子的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成RNA分子的過(guò)程，該過(guò)程需要RNA聚合酶和四種核糖核苷酸，因此B符合題意。 故答案為：B 【分析】理清基因工程的工具： （1）限制酶：能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂． （2）DNA連接酶：連接的是兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵． （3）運(yùn)載體：常用的運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒． 6.【答案】C 【解析】【解答】解：A、培育能產(chǎn)生乙肝疫苗的酵母菌需要采用基因工程技術(shù)產(chǎn)生“工程菌”，A錯(cuò)誤； B、培育能生產(chǎn)人類(lèi)激素的綿羊需要采用基因工程技術(shù)將人類(lèi)激素基因?qū)刖d羊受精卵中，B錯(cuò)誤； C、培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的“太空椒”采用了誘變育種法，并沒(méi)有采用基因工程技術(shù)，C正確； D、培育分解石油的“超級(jí)細(xì)菌”需要采用基因工程技術(shù)，D錯(cuò)誤． 故選：C． 【分析】植物基因工程的應(yīng)用：（1）抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物；（2）抗病轉(zhuǎn)基因植物；（3）抗逆轉(zhuǎn)基因植物；（4）轉(zhuǎn)基因改良植物品質(zhì)．總之基因工程在農(nóng)業(yè)上用于生產(chǎn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的品種，能產(chǎn)生抗逆性品種． 動(dòng)物基因工程的成果：（1）提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速度：外源生長(zhǎng)激素基因；（2）改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)；（3）轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物；（4）轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體；（5）基因工程藥物，如人胰島素、細(xì)胞因子、抗體、疫苗、生長(zhǎng)激素、干擾素． 7.【答案】D 【解析】【分析】不同來(lái)源的DNA之所以能整合到一起，是由于它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)和組成上是一致的，人的胰島素基因在大腸桿菌中表達(dá)，表明了遺傳物質(zhì)表達(dá)的統(tǒng)一性，即人和大腸桿菌的翻譯過(guò)程相同或相近。故選D 【點(diǎn)評(píng)】本題意在考查考生的理解能力，屬于容易題。 8.【答案】A 【解析】【解答】三倍體轉(zhuǎn)基因鯉魚(yú)不能通過(guò)減數(shù)分裂形成正常的配子，所以無(wú)法與正常鯉魚(yú)的雜交，A符合題意；運(yùn)載標(biāo)記基因多為抗生素基因，可能指導(dǎo)合成有利于抗性進(jìn)化的產(chǎn)物，B不符合題意；目的基因如殺蟲(chóng)基因，本身編碼的產(chǎn)物可能會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生毒性，C不符合題意；目的基因通過(guò)花粉的散布轉(zhuǎn)移到其他植物體內(nèi)，造成基因污染，D不符合題意。 故答案為：A 【分析】奇數(shù)倍體高度不育，應(yīng)用于生產(chǎn)可以避免其自然繁殖，因而不致造成環(huán)境威脅，且該育種方法不是基因工程育種；基因工程的安全性隱患包括毒性基因的表達(dá)產(chǎn)物可能對(duì)人畜有害，外源基因的導(dǎo)入可能導(dǎo)致生態(tài)危機(jī)。 9.【答案】B 【解析】【解答】解：獲取目的基因的方法有：從基因文庫(kù)中獲取目的基因、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因、用化學(xué)方法直接人工合成?；虮容^小，核苷酸序列已知的情況下常采用人工合成法。依據(jù)題干信息可知：獲得該基因的最佳方法是用化學(xué)法直接人工合成，故B符合題意。 故答案為：B 【分析】幾種目的基因獲取方法的比較： 10.【答案】B 【解析】【分析】首先可根據(jù)圖中b組片段中的第二段可判斷，a組片段中③在②的前面；接著可根據(jù)③的TAAG可判斷b組片段中第一段在第二段的前面，由此得出a組片段中④在③的前面；最后可根據(jù)④中的ACTTCCGTA序列可推斷b組片段中原脫氧核苷酸的全部堿基序列應(yīng)該是第三段、第一段、第二段，故a組片段中原脫氧核苷酸的全部堿基序列應(yīng)該是①④③②。 11.【答案】C 【解析】【解答】切割質(zhì)粒的限制酶能特異性識(shí)別的序列一般由6個(gè)核苷酸組成，A不符合題意；PCR反應(yīng)中兩種引物是一小段單鏈DNA，它們之間沒(méi)有什么關(guān)系，B不符合題意；載體質(zhì)粒通常采用抗生素抗性基因作為標(biāo)記基因，以檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，C符合題意；目的基因必須位于重組質(zhì)粒的啟動(dòng)子和終止子之間才能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，而復(fù)制需要的是復(fù)制原點(diǎn)，D不符合題意。 故答案為：C 【分析】基因表達(dá)載體中啟動(dòng)子、終止子的來(lái)源 ①如果目的基因是從自然界中已有的物種中分離出來(lái)的，目的基因中已含有啟動(dòng)子、終止子。在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，不需要在質(zhì)粒上接上特定的啟動(dòng)子、終止子， ②如果目的基因是通過(guò)人工方法合成的，或通過(guò)cDNA文庫(kù)獲得的，則目的基因是不含啟動(dòng)子和終止子的。因此，在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需要在與質(zhì)粒結(jié)合之前，在目的基因的前后端接上特定的啟動(dòng)子、終止子。 12.【答案】D 【解析】【解答】解：A、四環(huán)素基因是抗性基因，可作為基因工程的標(biāo)記基因，篩選重組子，故A正確； B、綠色熒光蛋白基因也可以用作基因工程的標(biāo)記基因，故B正確； C、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因可根據(jù)顏色反應(yīng)與否篩選重組子，故C正確； D、貯藏蛋白的基因不能用于篩選重組子，故D錯(cuò)誤． 故選：D． 【分析】基因工程的關(guān)鍵步驟是構(gòu)建基因表達(dá)載體，基因表達(dá)載體主要由啟動(dòng)子、目的基因、標(biāo)記基因和終止子組成，其中標(biāo)記基因用于篩選重組子，可以是四環(huán)素、氨芐青霉素等抗性基因，也可以是熒光蛋白基因或產(chǎn)物能顯色的基因． 13.【答案】B 【解析】【解答】解：A、質(zhì)粒是存在于細(xì)菌中一種環(huán)狀DNA分子，不是細(xì)胞器，A不符合題意； B、質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子，B符合題意； C、在體外，若給予適宜的條件，復(fù)制也可能進(jìn)行復(fù)制，C不符合題意； D、有的質(zhì)粒可以整合到宿主細(xì)胞的染色體DNA上，如大腸桿菌的Ti質(zhì)粒的T﹣DNA，D不符合題意． 故答案為：B． 【分析】1、常用的運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒．（質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子．）2、作為運(yùn)載體必須具備的條件：①要具有限制酶的切割位點(diǎn)； ②要有標(biāo)記基因（如抗性基因），以便于重組后重組子的篩選③能在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定存在并復(fù)制；④是安全的，對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害，而且要易從供體細(xì)胞分離出來(lái)．3、天然的質(zhì)粒不能直接作為載體，基因工程中用到的質(zhì)粒都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過(guò)人工改造的． 二、填空題 14.【答案】4；DNA連接酶；能；切割后露出的粘性末端相同；HindIII；mRNA；不完全相同；不同組織細(xì)胞中基因會(huì)進(jìn)行選擇性表達(dá) 【解析】【解答】解：（1）限制酶HindⅢ有2個(gè)切割位點(diǎn)，處理DNA分子時(shí)可獲得3種DNA片段、BamHl有1個(gè)切割位點(diǎn)，再次處理DNA，共獲得4種DNA片段．過(guò)程②是基因表達(dá)載體的構(gòu)建，需要用DNA連接酶連接目的基因和質(zhì)粒． （2）如果質(zhì)粒原來(lái)BamHl的識(shí)別序列變?yōu)锽clI的識(shí)別序列，BclI和BamHl識(shí)別的DNA序列是相同的，切割后露出相同的粘性末端，所以用BclI和HindⅢ切割質(zhì)粒，再經(jīng)過(guò)程②能獲得所需重組質(zhì)粒． （3）BclI和BamHl識(shí)別的DNA序列是相同的，能切割后露出相同的粘性末端，重組質(zhì)粒可被限制酶HindIII切割． （4）圖中α鏈?zhǔn)且訢NA的一條鏈為模板合成的mRNA．不同組織細(xì)胞中基因會(huì)進(jìn)行選擇性表達(dá)，因此不同組織細(xì)胞的相同DNA進(jìn)行過(guò)程③時(shí)啟用的起始點(diǎn)不完全相同． 【分析】1、“分子手術(shù)刀”﹣﹣限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶） （1）來(lái)源：主要是從原核生物中分離純化出來(lái)的． （2）功能：能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開(kāi)，因此具有專(zhuān)一性． （3）結(jié)果：經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端． 2．“分子縫合針”﹣﹣DNA連接酶 （1）根據(jù)酶的來(lái)源不同分為兩類(lèi)：E．coliDNA連接酶、T4DNA連接酶． 這二者都能連接黏性末端，此外T4DNA連接酶還可以連接平末端，但連接平末端時(shí)的效率比較低． （2）DNA連接酶連接的是兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵． （3）DNA連接酶和DNA聚合酶的區(qū)別：（需理解） ①DNA連接酶是在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，而DNA聚合酶只能將單個(gè)脫氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上，形成磷酸二酯鍵； ②DNA連接酶是同時(shí)連接雙鏈的切口，而DNA聚合酶只是在單鏈上將一個(gè)個(gè)脫氧核苷酸連接起來(lái)； ③DNA連接酶不需要模板，而DNA聚合酶需要模板 15.【答案】HindⅢ和BamHⅠ；氨芐青霉素；啟動(dòng)子 ；顯微注射；胚胎移植；雙；抗原﹣抗體雜交；有健康體質(zhì)和正常繁殖能力 【解析】【解答】解：（1）外源DNA分子上含有限制酶BamHI、HindIII、SmaI的切割位點(diǎn)，其中限制酶SmaI的切割位點(diǎn)位于目的基因上，所以獲取目的 基因和構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，應(yīng)用限制酶HindⅢ和BamHⅠ．用限制酶HindⅢ和BamHⅠ切割質(zhì)粒后，會(huì)破壞質(zhì)粒上的四環(huán)素抗性基因，但不會(huì)破壞氨芐青霉素抗性基因，因此篩選含有重組載體的大腸桿菌首先需要在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上進(jìn)行．啟動(dòng)子是能使人乳鐵蛋白基因在乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)的調(diào)控序 列．過(guò)程①是將重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞，當(dāng)受體細(xì)胞是動(dòng)物細(xì)胞時(shí)，將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法． （2）過(guò)程②需要采用胚胎移植技術(shù)；目前最常見(jiàn)的是經(jīng)胚胎分割產(chǎn)生的同卵雙胎． （3）為檢測(cè)人乳鐵蛋白是否成功表達(dá)，可采用抗原﹣抗體雜交技術(shù)． （4）對(duì)代孕牛的要求是有健康體質(zhì)和正常繁殖能力． 【分析】分析題圖：圖示是培育表達(dá)人乳鐵蛋白的乳腺生物反應(yīng)器的技術(shù)路線(xiàn)，包括基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等步驟，其中過(guò)程①是將重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞；過(guò)程②需采用胚胎移植技術(shù)． 16.【答案】逆轉(zhuǎn)錄酶 ；DNA聚合酶；氨基酸；脫氧核苷酸；引物；模板（目的基因或A基因）；基因表達(dá)載體；使其成為感受態(tài)細(xì)胞，使大腸桿菌更容易吸收重組DNA分子 【解析】【解答】（1）獲得A有兩條途徑：一是以A的mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下，合成合成雙鏈DNA，從而獲得所需基因；二是根據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的氨基酸序 列，推測(cè)出相應(yīng)的mRNA序列，然后按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，推測(cè)其DNA的脫氧核苷酸序列，再通過(guò)人工合成（化學(xué)）方法合成所需基因． （2）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí)所需的條件：引物、模板DNA、原料（4種脫氧核糖核苷酸）和耐熱性的DNA聚合酶等． （3）由A和載體B拼接形成的C稱(chēng)為基因表達(dá)載體． （4）將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞時(shí)，常用Ca2+處理，使其成為感受態(tài)細(xì)胞，使大腸桿菌更容易吸收重組DNA分子，這樣可以提高受體細(xì)胞的轉(zhuǎn)化率． 【分析】分析題圖：圖示是將某細(xì)菌的基因A導(dǎo)入大腸桿菌內(nèi)，制備“工程菌”的示意圖，其中A為目的基因，B為運(yùn)載體（質(zhì)粒），C為重組質(zhì)粒，D為受體細(xì)胞． 三、解答題 17.【答案】（1）重組質(zhì)粒；運(yùn)載體；相同的限制；DNA連接 （2）目的基因 （3）轉(zhuǎn)錄和翻譯 【解析】【解答】解：（1）根據(jù)題意和圖示分析可知：A是小型環(huán)狀DNA，為質(zhì)粒；質(zhì)粒和目的基因需要利用相同的限制酶切割，然后用DNA連接酶進(jìn)行連接從而形成重組質(zhì)粒，即圖中D表示重組質(zhì)粒．質(zhì)粒在基因工程中稱(chēng)為運(yùn)載體．（2）C在基因工程中稱(chēng)為目的基因．（3）過(guò)程⑦通過(guò)細(xì)菌的分裂增殖獲得大量的工程菌，產(chǎn)物的表達(dá)就是基因的表達(dá)，基因的表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)步驟． 【分析】基因工程技術(shù)的基本步驟：（1）目的基因的獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸?kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成．（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等．（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法．（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因﹣﹣DNA分子雜交技術(shù)；②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA﹣﹣分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)﹣﹣抗原﹣抗體雜交技術(shù)．個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等． 四、綜合題 18.【答案】（1）限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶 （2）雙子葉；酚類(lèi)化合物；Ti質(zhì)粒 （3）轉(zhuǎn)化；分子雜交技術(shù) （4）植物組織培養(yǎng)；能打破生物種屬的界限；在分子水平上定向改變生物的遺傳特性 【解析】【解答】解：（1）將攜帶外源基因的DNA導(dǎo)入植物細(xì)胞之前，首先要構(gòu)建基因表達(dá)載體，該步驟需要限制酶和DNA連接酶。（2）農(nóng)桿菌在自然狀態(tài)下，能感染雙子葉植物和裸子植物，因?yàn)檫@些植物受到損傷時(shí)，傷口會(huì)分泌大量的酚類(lèi)化合物，吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞．利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法時(shí)，作為基因工程中運(yùn)載體的是Ti質(zhì)粒，Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。（3）目的基因?qū)胫参锛?xì)胞后，能夠在受體細(xì)胞中維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程，稱(chēng)為轉(zhuǎn)化。檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，常用分子雜交技術(shù)。（4）將轉(zhuǎn)基因細(xì)胞培育成轉(zhuǎn)基因植株需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)；利用基因工程技術(shù)進(jìn)行育種的優(yōu)點(diǎn)：①能打破生物種屬的界限；②在分子水平上定向改變生物的遺傳特性。 【分析】基因工程技術(shù)的基本步驟：目的基因的獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸?kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)．個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。 19.【答案】（1）同一種限制性?xún)?nèi)切酶；DNA連接酶 （2）中心； （3）；性狀分離；連續(xù)自交 （4）甲硫氨酸、丙氨酸、絲氨酸 【解析】【解答】解：（1）①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程，該過(guò)程中首先需要用同一種限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和運(yùn)載體，其次需要DNA連接酶將目的基因和運(yùn)載體連接形成重組DNA分子．（2）基因工程的理論基礎(chǔ)之一是中心法則，可表示為 ．（3）培育成功的該植株細(xì)胞中含有一個(gè)攜帶目的基因的DNA片段，因此可以把它看作是雜合子（Aa），根據(jù)基因分離定律，在該轉(zhuǎn)基因自交產(chǎn)生F1代中，仍具有抗蟲(chóng)特性的植株（A_）占總數(shù)的 ．上述抗蟲(chóng)棉植株的后代中有部分是雜合子，雜合子不能穩(wěn)定遺傳，其自交后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，因此將上述抗蟲(chóng)棉植株的后代種子種植下去后，后代往往有部分植株不再具有抗蟲(chóng)特性．要想獲得純合子，常采用連續(xù)自交的方法．（4）氨基酸是由mRNA上相鄰的三個(gè)堿基決定的，所以圖中合成的多肽，其前三個(gè)氨基酸為甲硫氨酸（AUG）、丙氨酸（GCU）、絲氨酸（UCU）． 【分析】分析題圖：圖示是利用基因工程培育抗蟲(chóng)棉的過(guò)程示意圖，其中①為基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程；②是將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的過(guò)程；③表示植物組織培養(yǎng)過(guò)程；④表示多肽鏈；⑤表示tRNA，能識(shí)別密碼子并轉(zhuǎn)運(yùn)相應(yīng)的氨基酸．