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課下能力提升(十二)　基因重組　基因工程及其應(yīng)用 (時(shí)間：25分鐘；滿分：50分) 一、選擇題(每小題3分，共30分) 1．在減數(shù)第一次分裂間期，因某些原因使果蠅Ⅱ號(hào)染色體上的DNA分子缺失了一個(gè)基因，這種變異屬于(　　) A．染色體變異　　　　　　 B．基因重組 C．基因突變 D．基因重組或基因突變 2.如圖表示某哺乳動(dòng)物體內(nèi)正在進(jìn)行分裂的一個(gè)細(xì)胞，該細(xì)胞(　　) A．只存在于該動(dòng)物的卵巢中 B．發(fā)生過(guò)交叉互換 C．含有4個(gè)染色體組 D．分裂產(chǎn)生的成熟生殖細(xì)胞有兩種 3．下列有關(guān)基因重組的敘述中，正確的是(　　) A．基因型為Aa的個(gè)體自交，因基因重組而導(dǎo)致子代性狀分離 B．基因重組發(fā)生在雌雄配子結(jié)合形成合子時(shí) C．同源染色體上非姐妹染色單體間的互換可能導(dǎo)致基因重組 D．造成同卵雙生姐妹間性狀上差異的主要原因是基因重組 4．如圖為某二倍體生物細(xì)胞內(nèi)的同源染色體對(duì)數(shù)的變化曲線。基因重組最可能發(fā)生在(　　) A．AB段 B．CD段 C．FG段 D．HI段 5．如圖中①和②表示某精原細(xì)胞中的一段DNA分子，分別位于一對(duì)同源染色體的兩條非姐妹染色單體的相同位置上。下列相關(guān)敘述中，正確的是(　　) A．①和②所在的染色體都來(lái)自父方 B．③和④的形成是由于染色體易位 C．③和④上的非等位基因可能會(huì)發(fā)生重新組合 D．③和④形成后，立即被平均分配到兩個(gè)精細(xì)胞中 6．圖中a、b、c、d表示人的生殖周期中不同的生理過(guò)程。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．c、d不能發(fā)生基因突變 B．基因重組主要是通過(guò)c和d來(lái)實(shí)現(xiàn)的 C．b和a的主要差異之一是同源染色體的聯(lián)會(huì) D．d和b的主要差異之一是姐妹染色單體的分離 7．如圖①②③④分別表示不同的變異類(lèi)型，其中圖③中的基因2由基因1變異而來(lái)，有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．圖①②都表示易位，發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時(shí)期 B．圖③中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失 C．圖④中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復(fù) D．圖中4種變異能夠遺傳的是①③ 8．兩個(gè)核酸片段在適宜的條件下，經(jīng)X酶的作用，發(fā)生下列變化(如圖)，則X酶是(　　) A．DNA連接酶 B．RNA聚合酶 C．DNA聚合酶 D．限制性內(nèi)切酶 9．據(jù)圖所示，有關(guān)工具酶功能的敘述不正確的是(　　) A．限制性內(nèi)切酶可以切斷a處 B．DNA連接酶可以連接a處 C．解旋酶可以使b處解開(kāi) D．DNA連接酶可以連接b處 10．在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過(guò)程中，下列操作錯(cuò)誤的是(　　) A．用限制性內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸 B．用DNA連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和運(yùn)載體 C．將重組DNA分子導(dǎo)入煙草原生質(zhì)體 D．用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞 二、非選擇題(共20分) 11．(10分)(浙江高考改編)玉米的抗病和不抗病(基因?yàn)锳、a)、高稈和矮稈(基因?yàn)锽、b)是兩對(duì)獨(dú)立遺傳的相對(duì)性狀?，F(xiàn)有不抗病矮稈玉米種子(甲)，研究人員欲培育抗病高稈玉米，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)： 取適量的甲，用合適劑量的γ射線照射后種植，在后代中觀察到白化苗4株、抗病矮稈1株(乙)和不抗病高稈1株(丙)。將乙與丙雜交，F(xiàn)1中出現(xiàn)抗病高稈、抗病矮稈、不抗病高稈和不抗病矮稈，選取F1中抗病高稈植物上的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得幼苗，經(jīng)過(guò)秋水仙素處理后選出純合二倍體的抗病高稈植株(丁)。 另一個(gè)實(shí)驗(yàn)表明：以甲和丁為親本進(jìn)行雜交，子一代均為抗病高稈。 請(qǐng)回答： (1)對(duì)上述1株白化苗的研究發(fā)現(xiàn)，控制其葉綠素合成的基因缺失了一段DNA，因此該基因不能正常________，功能喪失，無(wú)法合成葉綠素，表明該白化苗的變異具有__________的特點(diǎn)，該變異類(lèi)型屬于________。 (2)上述培育抗病高稈玉米的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了________、單倍體育種和雜交育種技術(shù)，其中雜交育種技術(shù)依據(jù)的原理是________。 (3)從基因組成看，乙與丙植株雜交的F1中抗病高稈植株能產(chǎn)生________種配子。 (4)請(qǐng)用遺傳圖解表示乙與丙植株雜交得到F1的過(guò)程。 12．(10分)通過(guò)DNA重組技術(shù)使原有基因得以改造的動(dòng)物稱為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。運(yùn)用這一技術(shù)可使羊奶中含有人體蛋白質(zhì)，如圖表示這一技術(shù)的基本過(guò)程，在該工程中所用的基因“剪刀”能識(shí)別的序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，請(qǐng)回答： (1)從羊染色體中“剪下”羊的蛋白質(zhì)基因的酶是______________________，人體蛋白質(zhì)基因“插入”后連接在羊染色體中需要的酶是____________。 (2)人體蛋白質(zhì)基因之所以能連接到羊染色體DNA中，原因是____________________________________________，人體蛋白質(zhì)基因?qū)胙蚣?xì)胞時(shí)常用的工具是__________________________。 (3)此過(guò)程中目的基因的檢測(cè)與表達(dá)中的表達(dá)是指 ________________________________________________________________________。 (4)你認(rèn)為此類(lèi)羊產(chǎn)的奶安全可靠嗎？理由是什么？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 1．選A　DNA分子缺失了一個(gè)基因，涉及基因數(shù)目的改變，屬于染色體結(jié)構(gòu)的變異；而基因突變是DNA分子中堿基對(duì)的增添、缺失或改變，導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變。 2．選A　該細(xì)胞發(fā)生過(guò)基因突變；該細(xì)胞含兩個(gè)染色體組；該細(xì)胞分裂產(chǎn)生的成熟生殖細(xì)胞只有一種，其余為極體，將退化消失。 3．選C　Aa個(gè)體自交，后代的性狀分離是由于等位基因的分離和配子之間隨機(jī)結(jié)合而形成的；基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂時(shí)，雌雄配子的結(jié)合不屬于基因重組；同源染色體上非姐妹染色單體間的互換屬于基因重組；同卵雙生是由同一受精卵發(fā)育而來(lái)的，所以細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)是一樣的，其性狀差異主要是由于外界環(huán)境引起的。 4．選C　由題圖可知，CD段細(xì)胞內(nèi)同源染色體的對(duì)數(shù)加倍，為有絲分裂后期，A～F為有絲分裂過(guò)程；GH段細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有了同源染色體，因此FG段為減數(shù)第一次分裂過(guò)程，HI段為減數(shù)第二次分裂過(guò)程；基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期和后期。 5．選C　由題知，①和②所表示的DNA分子分別位于一對(duì)同源染色體的兩條非姐妹染色單體的相同位置上，它們分別來(lái)自父方、母方，結(jié)合圖可判斷出它們之間發(fā)生了交叉互換，③和④上的非等位基因可能會(huì)發(fā)生重新組合；③和④形成后發(fā)生的是減數(shù)第一次分裂過(guò)程，會(huì)被平均分配到兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中。 6．選C　過(guò)程a表示有絲分裂，過(guò)程b表示減數(shù)分裂，過(guò)程c表示受精作用，過(guò)程d表示個(gè)體發(fā)育過(guò)程(細(xì)胞分裂和分化)?；蛲蛔兛砂l(fā)生在個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期，但主要集中在有絲分裂間期和減數(shù)分裂的間期?；蛑亟M發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中；減數(shù)分裂和有絲分裂的主要差異有同源染色體的聯(lián)會(huì)、同源染色體的分離、同源染色體非姐妹染色單體的交叉互換等；在減數(shù)分裂和有絲分裂過(guò)程中均有姐妹染色單體的分離。 7．選C　注意圖①和圖②的區(qū)別，①表示交叉互換，②表示易位，圖③中為堿基對(duì)缺失，屬基因突變，圖中各種變異均能夠遺傳。 8．選A　題圖所示的是把兩個(gè)具有相同黏性末端的DNA分子片段間的磷酸和脫氧核糖連在一起，所以需要DNA連接酶。 9．選D　限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶作用的部位是磷酸二酯鍵即a處，解旋酶作用的部位是氫鍵即b處。 10．選A　限制性內(nèi)切酶切割的是DNA，而煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)為RNA；目的基因與載體的連接由DNA連接酶催化；受體細(xì)胞為植物細(xì)胞，所以可以是煙草原生質(zhì)體；目的基因?yàn)榭钩輨┗?，所以篩選的時(shí)候應(yīng)該用含除草劑的培養(yǎng)基。 11．解析：(1)基因中缺失了一段DNA，這屬于基因突變。植物因基因突變而無(wú)法合成葉綠素，成為白化苗，體現(xiàn)了基因突變的有害性。(2)從育種過(guò)程看，除了單倍體育種、雜交育種外，還有誘變育種。雜交育種的原理是基因重組，可以有目的地將兩個(gè)或多個(gè)優(yōu)良性狀“組合”在一起，培育出更優(yōu)良的新品種。(3)由于甲植株表現(xiàn)為不抗病矮稈，丁植株表現(xiàn)為抗病高稈，其后代全表現(xiàn)為抗病高稈，故抗病對(duì)不抗病為顯性，高稈對(duì)矮稈為顯性。由乙植株與丙植株雜交后代的表現(xiàn)型可推知，乙植株和丙植株的基因型分別是Aabb、aaBb，后代抗病高稈植株的基因型是AaBb，產(chǎn)生AB、Ab、aB、ab 4種配子。(4)書(shū)寫(xiě)遺傳圖解時(shí)應(yīng)注意寫(xiě)出親本的基因型和表現(xiàn)型、配子、后代的基因型和表現(xiàn)型及其比例和各種符號(hào)。 答案：(1)表達(dá)　有害性　基因突變　(2)誘變育種　基因重組　(3)4　(4)遺傳圖解如下： 12．解析：(1)剪取目的基因的酶是限制酶，將末端具有互補(bǔ)堿基的DNA片段連接起來(lái)的酶是DNA連接酶。(2)不同生物的DNA化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)相同，即具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞需先與運(yùn)載體結(jié)合，最常用的運(yùn)載體是質(zhì)粒，也可以用動(dòng)物病毒的DNA。(3)基因的表達(dá)是指基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)控制生物的性狀，即通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。(4)此題為開(kāi)放性問(wèn)題，理由與觀點(diǎn)相對(duì)應(yīng)即可。 答案：(1)限制酶　DNA連接酶　(2)具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(有互補(bǔ)的堿基序列)　細(xì)菌質(zhì)?；虿《尽?3)人體蛋白質(zhì)基因在羊細(xì)胞內(nèi)控制合成人體蛋白質(zhì)　(4)安全，因?yàn)槟康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞后沒(méi)有改變，控制合成的人體蛋白質(zhì)成分沒(méi)有改變(或不安全，因?yàn)槟康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞后，可能由于羊細(xì)胞中某些成分的影響，合成的蛋白質(zhì)成分發(fā)生一定的改變)