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    10．科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达．但在进行基因工程的操作过程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选．已知限制酶I的识别序列和切点是-G↓GATCC-，限制酶II的识别序列和切点是-↓GATC-，据图回答：

    （1）过程①表示的是采取反转录法（人工合成法）的方法来获取目的基因．
    （2）根据图示分析，在构建基因表达载体过程中，应用限制酶Ⅱ（填“I”或“II”）切割目的基因；用限制酶I（填“I”或“II”）切割质粒，用限制酶切割目的基因和运载体后形成的黏性末端通过碱基互补配对原则进行连接．
    （3）人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是人的基因与大肠杆菌DNA的双螺旋结构相同．
    （4）人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为共用一套（遗传）密码子．
    （5）将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，经过一定时间培养后，能够在含有氨苄青霉素的培养基上生长的，说明已导入了普通质粒或重组质粒，反之则没有导入．

    分析 获得目的基因的方法：①从基因文库中获取 ②利用PCR技术扩增 ③人工合成（化学合成）．据图分析可知，人的生长激素基因是人工合成的，采取的方法是利用人的生长激素基因的mRNA为模板，进行反转录．
    目的基因能插入宿主DNA，与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是它们的成分和结构相同，都是由四种脱氧核苷酸组成的双螺旋结构．所有的生物都共用一套密码子，所以人体的生长激素基因能在细菌体内的核糖体上成功表达．
    将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，因质粒上有抗氨苄青霉素基因，且重组质粒上的抗氨苄青霉素基因，也没有被破坏，所以如果大肠杆菌B能够生长，说明已导入了含抗氨苄青霉素基因的普通质粒或重组质粒，反之则没有导入．

    解答 解：（1）过程①是以mRNA为模板形成基因的过程，属于反转录，此过程需要逆转录酶的参与．
    （2）在构建基因表达载体时，需用限制酶对目的基因和质粒进行切割以形成相同的黏性末端．质粒如果用限制酶Ⅱ来切割的话，将会在质粒在出现两个切口且抗生素抗性基因全被破坏，故质粒只能用限制酶Ⅰ切割（破坏四环素抗性而保留氨苄青霉素抗性，即将来形成的重组质粒能在含氨苄青霉素的培养基中生存，而在含四环素的培养基中不能生存），形成的黏性末端是GATC；目的基因两端都出现黏性末端时才能和质粒发生重组，故目的基因只有用限制酶Ⅱ切割时，才会在两端都出现黏性末端．黏性末端其实是被限制酶切开的DNA两条单链的切口，这个切口上带有几个伸出的核苷酸，它们之间正好通过碱基互补配对进行连接．在DNA连接酶的作用下形成了磷酸二酯键．
    （3）人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是人的基因与大肠杆菌DNA分子的双螺旋结构相同．
    （4）所有的生物都共用一套密码子，所以人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达．
    （5）因本题上有2个标记基因，但抗四环素基因被插入的基因破坏掉，因此剩下的是抗氨苄青霉素抗性基因，如果在含氨苄青霉素的培养基上能生长，说明已经导入了重组质粒或普通质粒A，因为普通质粒和重组质粒都含有抗氨苄青霉素的基因．
    故答案为：
    （1）反转录法（人工合成法）
    （2）ⅡI   碱基互补配对
    （3）人的基因与大肠杆菌DNA的双螺旋结构相同
    （4）共用一套（遗传）密码子
    （5）普通质粒或重组质粒

    点评 本题主要考查与基因工程相关的知识，如基因工程的基本工具、基因工程的操作程序等，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释并做出合理判断得出正确结论的能力．

    练习册系列答案
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    科目：高中生物 来源： 题型：选择题

    13．下列有关实验的叙述，正确的是（　　）
    A．二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
    B．质壁分离及复原实验所需的材料可以是煮熟的紫色洋葱
    C．低温诱导植物染色体数目变化的实验中，酒精的作用是对根尖进行消毒
    D．“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验中，盐酸用于配制甲基绿和吡罗红染色剂

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    科目：高中生物 来源： 题型：解答题

    1．科学家通过现代生物工程技术成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株-抗虫棉，其过程大致如图所示．请据图分析回答问题．

    （1）上述过程中，构建基因表达载体必须要用到的工具酶是限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶；基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须要有启动子、终止子和标记基因等．
    （2）上述过程中，将目的基因导入棉花细胞内使用了农杆菌转化法，Bt毒蛋白基因之所以能够插入植株细胞染色体DNA中的根本原因是细菌和植物的DNA分子具有相同的空间结构和化学组成．
    （3）上述过程中的棉株受体细胞通常采用愈伤组织细胞，与采用叶肉细胞相比较，其优点是全能性高；通常采用抗原-抗体杂交的方法检测Bt毒蛋白基因是否在植株细胞中成功进行了表达．
    （4）相比诱变育种和传统的杂交育种方法，上图所示基因工程育种的突出优点是目的性强和能有效地打破物种的生殖隔离界限，但是目前基因工程仍不能取代传统的杂交育种和诱变育种．与基因工程技术相比，杂交育种和诱变育种方法最主要的优点是操作简便易行．
    （5）有人担心种植上述抗虫棉，它所携的Bt基因可以通过花粉传递给近亲物种，造成“基因污染”，请你从遗传学角度提出最佳解决方法将目的基因导入叶绿体基因组与线粒体基因组中．

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    科目：高中生物 来源： 题型：多选题

    18．下面对DNA结构的叙述中正确的是（　　）
    A．DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧
    B．DNA分子中的嘌呤碱基与嘧啶碱基总数相同
    C．DNA分子中只有四种碱基，所以实际上只能够形成4种DNA
    D．DNA分子中碱基之间一一对应配对的关系是互补配对原则

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    科目：高中生物 来源： 题型：解答题

    5．如图为艾滋病病毒（HIV）侵入人体淋巴细胞及繁殖过程示意图．请据图分析说明（提示：HIV是一种球形病毒，外有蛋白质外壳，内有两条RNA）：

    （1）图中3表示病毒正在侵染淋巴细胞，进入淋巴细胞内的是病毒的RNA．
    （2）图中4至5的过程在生物学上称为逆转录，该过程必须在逆转录酶酶的参与下才能完成．
    （3）图中5通过核孔进入淋巴细胞的细胞核中，并结合到淋巴细胞的DNA上．
    （4）图中6至7是形成病毒蛋白质的过程，该过程需要经过转录和翻译两步．
    （5）图中6至8是形成病毒的RNA过程，其中6的腺嘌呤与8的尿嘧啶（U）互补配对．
    （6）目前科学家研制出治疗艾滋病的药物是用来阻止4至5的进行，其原理是抑制逆转录酶的活性．

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    科目：高中生物 来源： 题型：选择题

    15．下列关于人类遗传病的叙述，错误的是（　　）
    A．染色体结构或数目的改变可以导致遗传病
    B．单基因突变可能导致遗传病
    C．环境因素对多基因遗传病的发病无影响
    D．近亲婚配可增加隐性遗传病的发病风险

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    科目：高中生物 来源： 题型：选择题

    2．下列有关癌细胞的叙述，不正确的是（　　）
    A．适宜条件下，能够无限增殖
    B．癌细胞表面发生变化，糖蛋白减少，细胞之间黏着度下降
    C．癌细胞的形态结构发生了变化
    D．癌细胞与正常细胞都可以正常进行细胞的分化

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    科目：高中生物 来源： 题型：选择题

    19．“假说-演绎法”是现代科学研究中常用的方法．包括“提出问题→作出假设→演绎推理→检验推理→得出结论”五个基本环节．孟德尔利用该方法发现了两大遗传规律．下列对孟德尔的研究过程的分析中，正确的是（　　）
    A．孟德尔在豌豆纯合亲本杂交和F1自交遗传实验基础上提出研究问题
    B．孟德尔所作假设的核心内容是“性状是由位于染色体上的基因控制的”
    C．孟德尔为了验证所作出的假设是否正确，设计并完成了正、反交实验
    D．孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉，实现亲本的杂交

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    科目：高中生物 来源： 题型：解答题

    20．《本草图经》记载“紫苋，主气痢；赤苋，主血痢．”据此答下列问题：
    （1）苋菜叶片细胞叶绿体类囊体薄膜上的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素，紫苋、赤苋中的花青素位于叶片细胞中的液泡里．
    （2）用无水乙醇提取紫苋叶片中的色素再经汽油层析分离后，观察花青素色素带位于滤纸细线处，原因是
    细胞液中有水，花青素易溶于水不溶于有机溶剂；滤纸线上方最宽的色素带颜色是蓝绿色．
    （3）一定浓度范围内，CO2浓度通过直接影响赤苋叶绿体内的C3产生来影响光合作用强度，若在光照条件下中断CO2的供应，叶绿体内首先积累起来的物质是C5．

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