8．科學(xué)家嘗試使用Cre/loxP位點(diǎn)特異性重組系統(tǒng)，在檢測目的基因?qū)氤晒螅瑒h除轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞內(nèi)的抗除草劑基因．其技術(shù)過程如下（圖中的■代表基因前的啟動(dòng)子，啟動(dòng)子是基因（gene）的一個(gè)組成部分，控制基因表達(dá)（轉(zhuǎn)錄）的起始時(shí)間和表達(dá)的程度．啟動(dòng)子就像“開關(guān)”，決定基因的活動(dòng)．），據(jù)圖1回答：

（1）loxP是一種只有34個(gè)堿基對構(gòu)成的小型DNA片段，是有兩個(gè)13個(gè)堿基對反向重復(fù)序列和中間間隔的8個(gè)堿基對序列共同組成，自身不會(huì)表達(dá)，插入質(zhì)粒后也不影響原有基因的表達(dá)，其堿基序列如下：

Cre酶能特異性地識(shí)別此序列并在箭頭處切開loxP，其功能類似于基因工程中的限制酶酶．從遺傳學(xué)角度分析，Cre酶改變質(zhì)粒產(chǎn)生的結(jié)果相當(dāng)于可遺傳變異中的基因重組．
（2）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入到植物細(xì)胞后，通過脫分化和再分化兩個(gè)過程可以形成完整的植株．作為標(biāo)記基因，抗除草劑基因用于檢測目的基因是否導(dǎo)入成功的原理是抗除草劑基因和目的基因在同一個(gè)質(zhì)粒上．
（3）經(jīng)檢測成功后，抗除草劑基因已沒有用途，繼續(xù)留在植物體內(nèi)可能會(huì)造成的安全問題是抗除草劑基因可能轉(zhuǎn)移到雜草中．經(jīng)Cre酶處理后，質(zhì)粒中的兩個(gè)loxP序列分別被切開后，可得到如上圖右側(cè)的這兩個(gè)DNA分子．由于抗除草劑基因前沒有了啟動(dòng)子_的原因，抗除草劑基因不再表達(dá)，之后會(huì)在培養(yǎng)過程中消失．
（4）loxP序列是有方向性的．如果經(jīng)Cre酶處理后，發(fā)現(xiàn)抗除草劑基因反向連接在質(zhì)粒一上，則原來質(zhì)粒一中這兩個(gè)loxP序列的方向是C．
A．兩個(gè)都是正向  B．兩個(gè)都是反向 C．一個(gè)正向一個(gè)反向  D．與方向無關(guān)．

分析 基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲�。虎诨虮磉_(dá)載體的構(gòu)建；③將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；④目的基因的檢測與鑒定．基因工程的工具有：限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和運(yùn)載體．基因工程的原理是基因重組．基因表達(dá)載體的組成包括：目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因．目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的最常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．標(biāo)記基因的作用是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來．

解答 解：（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．Cre酶能特異性地識(shí)別此序列并在箭頭處切開loxP，其功能類似于基因工程中的限制酶．從遺傳學(xué)角度分析，Cre酶改變質(zhì)粒產(chǎn)生的結(jié)果相當(dāng)于可遺傳變異中的基因重組．
（2）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入到植物細(xì)胞中，再用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，通過脫分化和再分化兩個(gè)過程可以形成完整的植株．由于抗除草劑基因和目的基因在同一個(gè)質(zhì)粒上，故抗除草劑基因可以用于檢測目的基因是否導(dǎo)入成功．
（3）經(jīng)檢測成功后，抗除草劑基因已沒有用途，繼續(xù)留在植物體內(nèi)可能會(huì)造成的安全問題是抗除草劑基因可能轉(zhuǎn)移到雜草中．經(jīng)Cre酶處理后，質(zhì)粒中的兩個(gè)loxP序列分別被切開后，可得到如上圖右側(cè)的這兩個(gè)DNA分子．基因表達(dá)載體的組成包括：目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因．由于抗除草劑基因前沒有了啟動(dòng)子的原因，因此抗除草劑基因不再表達(dá)，之后會(huì)在培養(yǎng)過程中消失．
（4）loxP序列是有方向性的．據(jù)圖分析，如果經(jīng)Cre酶處理后，發(fā)現(xiàn)抗除草劑基因反向連接在質(zhì)粒一上，則原來質(zhì)粒一中這兩個(gè)loxP序列的方向是一個(gè)正向一個(gè)反向．故選：C．
故答案為：
（1）限制酶     基因重組  
（2）脫分化  再分化   抗除草劑基因和目的基因在同一個(gè)質(zhì)粒上   
（3）抗除草劑基因可能轉(zhuǎn)移到雜草中     抗除草劑基因前沒有了啟動(dòng)子 
（4）C

點(diǎn)評 本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，題目中考查的要點(diǎn)較多，設(shè)計(jì)到多方面的知識(shí)，要求學(xué)生對生物學(xué)知識(shí)掌握得比較全面．基因工程是考查的重點(diǎn)知識(shí)，與細(xì)胞工程、胚胎工程等現(xiàn)代生物技術(shù)都有一定聯(lián)系．復(fù)習(xí)時(shí)可以建立知識(shí)框架，幫助記憶和理解．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中生物 來源： 題型：選擇題

1．氨基酸脫水縮合成多肽過程中所需要的能量來自下列的什么過程（　　）
A．ADP形成ATPB．葡萄糖水解成水和二氧化碳
C．ATP水解成ADPD．脂肪分解成水和二氧化碳

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科目：高中生物 來源： 題型：選擇題

19．下列有關(guān)病毒的敘述，正確的是（　�。�
A．所有病毒外殼成分中含有S元素
B．病毒的衣殼決定了病毒抗原特異性
C．病毒一般要在人工培養(yǎng)基上培養(yǎng)
D．噬菌體為DNA病毒，動(dòng)物病毒既含有DNA又含有RNA

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科目：高中生物 來源： 題型：選擇題

16．如圖所示為正常人的部分血管和器官關(guān)系示意圖．在一天24小時(shí)之內(nèi)，血糖濃度最穩(wěn)定和血糖濃度變化波動(dòng)幅度最大的血管分別是（　�。�
A．b，dB．d，bC．a，cD．d，c

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科目：高中生物 來源： 題型：解答題

3．I．現(xiàn)在食品安全已受到人們?nèi)找骊P(guān)注．一種保鮮劑--青鮮素，能抑制植物細(xì)胞生長與分裂，從而抑制發(fā)芽，被用于蔬菜和水果的保鮮，但其殘留會(huì)損害人體健康．
（1）青鮮素和脫落酸 （一種植物激素）的作用類似，這類人工合成的對植物的生長發(fā)育有調(diào)節(jié)作用的化學(xué)物質(zhì)被稱為植物生長調(diào)節(jié)劑．
（2）科研人員以小鼠為實(shí)驗(yàn)材料，對青鮮素毒害性進(jìn)行了檢測，結(jié)果如圖甲．該實(shí)驗(yàn)檢測有毒物質(zhì)毒性的指標(biāo)是變異細(xì)胞的比例，請根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出一條關(guān)于青鮮素使用的指導(dǎo)意見：應(yīng)使用低濃度（或濃度低于90mg/L）的青鮮素．

Ⅱ．樹葉到了秋天往往會(huì)大量脫落，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，這是因?yàn)橐蚁┠艽龠M(jìn)離層區(qū)（如圖乙）細(xì)胞合成和分泌酶X，酶X能夠水解離層區(qū)細(xì)胞的細(xì)胞壁導(dǎo)致葉柄脫落；葉柄離層區(qū)細(xì)胞兩側(cè)（近基端和遠(yuǎn)基端）的生長素濃度與葉片脫落關(guān)系如圖丙．
（3）根據(jù)酶 X 的生理作用分析，它可能是纖維素酶和果膠酶．根據(jù)圖丙可知，當(dāng)遠(yuǎn)基端生長素濃度≤近基端生長素濃度時(shí)（填＞或＜或≥或≤），葉柄脫落．結(jié)合對圖丙的分析，可得出葉柄內(nèi)生長素的運(yùn)輸對乙烯合成的作用是促進(jìn)（填促進(jìn)或抑制）
（4）下列有關(guān)植物生命活動(dòng)調(diào)節(jié)的敘述，錯(cuò)誤的是BC（多選）
A．植物激素的產(chǎn)生部位和作用部位可以不同
B．提高細(xì)胞分裂素/生長素的比例，促進(jìn)胡蘿卜愈傷組織生根
C．頂端優(yōu)勢現(xiàn)象與根的向地性、莖的背地性均能體現(xiàn)生長素的兩重性生理作用特點(diǎn)
D．生長素在植物體內(nèi)的運(yùn)輸需要消耗能量
（5）甲、乙、丙及萘乙酸（NAA）等植物激素或植物激素類似物的作用模式如圖丁所示，圖中“+”表示促進(jìn)作用，“-”表示抑制作用，下列敘述錯(cuò)誤的是AD （多選）
A．甲、乙之間具有協(xié)同作用
B．乙、丙最可能代表赤霉素和生長素
C．用NAA形成的無子果實(shí)屬于不可遺傳變異
D．甲、乙、丙在細(xì)胞中大量合成后去調(diào)節(jié)生命活動(dòng)．

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13．如圖示葉綠體中部分結(jié)構(gòu)和反應(yīng)過程，a～h代表物質(zhì)，①、②代表有關(guān)液體．下列敘述正確的是（　�。�
A．a、g分別表示NADP+和H2O
B．f、h將在②中參與三羧酸循環(huán)
C．該膜結(jié)構(gòu)為葉綠體內(nèi)膜
D．較強(qiáng)光照下，①處pH最小，c流入②時(shí)實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換

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科目：高中生物 來源： 題型：選擇題

20．果蠅的長翅（V）對殘翅（v）為顯性，純合的長翅幼蟲在25℃條件下培育成的成體果蠅為長翅，但在37℃條件下培育成的成體果蠅為殘翅．下列敘述正確的是（　�。�
A．純合長翅果蠅幼蟲在37℃條件下培育成的殘翅性狀是不能穩(wěn)定遺傳的
B．果蠅的長翅和殘翅性狀是由環(huán)境溫度決定的
C．在37℃條件下果蠅的長翅突變成了殘翅
D．若要鑒定37℃條件下培育成的殘翅果蠅的基因型，可將其與純合長翅果蠅交配

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科目：高中生物 來源： 題型：解答題

17．為研究赤霉素（GA素（IAA）對植物生長的影響，切取菟絲子莖頂端2.5cm長的部分（莖芽），置于培養(yǎng)液中無菌培養(yǎng)（圖1）．實(shí)驗(yàn)分為A、B、C三組，分別培養(yǎng)至第1、8、15天，每組再用適宜濃度的激素處理30天，測量莖芽長度，結(jié)果見26．

（1）植物激素是植物細(xì)胞之間傳遞的信息分子．
（2）圖1中，試管用濾膜封口是為了在不影響氣體通過的情況下，起到防止污染作用．用激素處理時(shí)應(yīng)將IAA加在莖芽尖端（填“培養(yǎng)液中”或“莖芽尖端”）．
（3）圖2數(shù)據(jù)顯示，GA3和IAA對離體莖芽的伸長生長都表現(xiàn)出促進(jìn)作用，GA3的這種作用更為顯著．
（4）植物伸長生長可能是細(xì)胞數(shù)量和/或細(xì)胞長度增加的結(jié)果．當(dāng)加入藥物完全抑制DNA復(fù)制后，GA3誘導(dǎo)的莖芽伸長生長被抑制了54%，說明GA3影響莖芽伸長生長的方式是促進(jìn)細(xì)胞伸長和細(xì)胞分裂．
（5）從圖2中B組可知，兩種激素聯(lián)合處理對莖芽伸長生長的促進(jìn)作用是GA3單獨(dú)處理的3.6倍、IAA單獨(dú)處理的18倍，由此可以推測GA3和IAA在對莖芽伸長生長的作用上存在協(xié)作的關(guān)系．
（6）A組數(shù)據(jù)未顯示出GA3和IAA具有上述關(guān)系，原因可能是離體時(shí)間短的莖芽中內(nèi)源IAA的量較高．

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15．已知某細(xì)菌的兩種突變類型細(xì)菌Ⅰ和細(xì)菌Ⅱ的營養(yǎng)條件和菌落特征都相同，但細(xì)菌Ⅰ能分解有機(jī)物A而不能分解有機(jī)物B，細(xì)菌Ⅱ能分解有機(jī)物B而不能分解有機(jī)物A．現(xiàn)有這兩種類型細(xì)菌的混合液樣品，要將其分離，有人設(shè)計(jì)了一種方案，部分操作步驟如圖．
（1）步驟一使用的是牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，其中含有細(xì)菌生長所需的水、碳源、氮源、無機(jī)物、生長因子等營養(yǎng)物質(zhì)（至少寫出3種）；該培養(yǎng)基是[A、C]（多選）．
A．固體培養(yǎng)基    B．液體培養(yǎng)基    C．通用培養(yǎng)基    D．選擇培養(yǎng)基
（2）步驟一采用平板劃線接種，此接種法可使接種細(xì)菌逐漸稀釋，經(jīng)適宜條件培養(yǎng)，可能形成單個(gè)、獨(dú)立的菌落，最終可能得到純種的細(xì)菌；步驟二各瓶中的培養(yǎng)基加入了A、B兩種有機(jī)物的目的是篩選、分離兩種類型的細(xì)菌．
（3）無論是培養(yǎng)基（液），接種前除了要調(diào)節(jié)pH外，都必須對培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌；接種時(shí)必須在超凈工作臺(tái)及酒精燈火焰附近操作，原因是防止雜菌污染．
（4）步驟三中，若對其中某瓶培養(yǎng)液中A、B兩種有機(jī)物含量進(jìn)行測定，預(yù)測可能的結(jié)果并推測結(jié)論：
①A與B兩種化合物含量都明顯下降，說明瓶中同時(shí)存在細(xì)菌Ⅰ和細(xì)菌Ⅱ，兩者未分離．
②A含量明顯下降，而B含量幾乎未變，則得到細(xì)菌Ⅰ．
③B含量明顯下降，而A含量幾乎未變，則得到細(xì)菌Ⅱ．
（5）經(jīng)步驟三后，若所有瓶中培養(yǎng)液的A、B化合物含量測定結(jié)果都如55題中①的情況，則應(yīng)重復(fù)步驟一和步驟二，再測定各瓶中A、B兩種化合物的含量，直到分別獲得每種類型細(xì)菌為止．

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同步練習(xí)冊答案