题目内容

20．随着水体富营养化日趋严重，淡水湖泊藻类水华频繁发生，人们正在利用基因工程进一步解析“聚磷基因”和“硝化基因”，将这两种基因重组后导入大肠杆菌中，从而使废水中过高的N、P得到有效的去除，降低水体的富营养化．请回答下列有关基因工程和生态工程的相关问题．
（1）人们获取聚磷基因和硝化基因的方法通常有人工合成、PCR和从基因文库获取．
（2）利用聚磷基因和硝化基因构建基因表达载体时，常用的工具酶是DNA连接酶和限制性核酸内切酶，它们作用的化学键名称是磷酸二酯键．
（3）重组DNA导入前，通常用CaCl2溶液溶液对大肠杆菌进行处理．
（4）要从根本上解决水体污染，还需将城市污水进行回收利用，实现废物资源化，这体现了生态工程的物质循环再生原理．

分析 基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成．
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等．
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法．
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术．个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等．

解答 解：（1）基因工程中，获取目的基因的方法通常有人工合成、PCR和从基因文库中获取．
（2）构建基因表达载体时，首先要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，然后再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子．这两种酶作用的化学键都是磷酸二酯键．
（3）将目的基因导入微生物细胞时，常用感受态细胞法，即将重组DNA导入前，通常用CaCl2溶液溶液对大肠杆菌进行处理，使之处于易于吸收周围环境中DNA分子的感受态．
（4）要从根本上解决水体污染，还需将城市污水进行回收利用，实现废物资源化，这体现了生态工程的物质循环再生原理．
故答案为：
（1）PCR    从基因文库获取
（2）DNA连接酶和限制性核酸内切酶    磷酸二酯键
（3）CaCl2溶液
（4）物质循环再生原理

点评 本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤，掌握各操作步骤中的相关细节，能结合所学的知识准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查．

练习册系列答案
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13．氨基丁酸（GABA）作为哺乳动物中枢神经系统中广泛分布的神经递质，在控制疼痛方面 的作用不容忽视，其作用机理如图所示．请回答有关问题：

（1）神经冲动从突触前神经细胞传递到突触后神经细胞的过程中，信号转换是电信号-化学信号-电信号．
（2）GABA在突触前神经细胞内合成后，贮存在突触小泡内，以防止被细胞溶胶内其它酶系所破坏．当兴奋抵达神经末梢时，GABA通过释放，并与位于图中上的GABA受体结合．该受体是膜上某些离子的通道，当GABA与受体结合后，通道开启，使阴离子内流，从而抑制突触后神 经细胞 （静息电位、动作电位）的产生．
（3）释放的GABA可被体内氨基丁酸转氨酶降解而失活．研究发现癫痫病人体内GABA的量不正常，若将氨基丁酸转氨酶的抑制剂作为药物施用于病人，可缓解病情．这是由于该药物抑制氨越丁酸转氨酚的活怡，使GABA分解速率降低，从而可抑制癫痫病人异常兴奋的形成．
（4）图中麻醉剂分子嵌入的结构是GABA受体，它的嵌入起到了与GABA-样的功能，从而可延长 （缩短、延长）该离子通道打开的持续时间，产生麻醉效果．
（5）研究表明：焦虑、紧张等精神因素会使T细胞活性下降，从而导致机体对病毒、真菌的抵抗能力和对肿瘤细胞的监控能力降低，据此推测，图中相当于T细胞的是突触后神经细胞（突触前神经细胞、突触后神经细胞）．
11．图甲为有丝分裂过程中的一个细胞中的DNA（不含细胞质中的DNA）含量变化曲线，图乙为洋葱根尖分生区细胞有丝分裂的系列图象，顺序已打乱，其中A、B、C、D、E、F为图象时期代号，请据图回答：

（1）观察有丝分裂实验中，制作洋葱根尖临时装片的基本过程是解离-漂洗-染色-制片．
（2）观察中发现大多数细胞处于图乙C（填字母）所示时期，原因是有丝分裂间期的时间远大于分裂期．
（3）图甲中可表示为一个完整的细胞周期的是g-n段，染色单体在图甲e-f（l-m）段消失，在图甲b-c（i-j）段形成．
（4）研究染色体数目和形态最好的是图甲中的d-e（k-l）段，图乙中的（填字母）D时期．
（5）在图甲中ab时间段内细胞发生的主要变化是DNA的复制，
（6）完成该细胞中染色体变化曲线图丙．（正常体细胞中的染色体数为2N）．
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8．埃博拉病毒（EBV）是一种单链RNA病毒，其引起人类发生的埃博拉出血热（EBHF）是当今世界上最致命的病毒性出血热，目前该病毒已造成超过4000人死亡，是一种人畜共患的病原体，下列有关叙述，正确的是（　　）
A．该病毒中含有5种碱基和8种核苷酸
B．该病毒中一定含有20种氨基酸
C．该病毒的增殖过程需细胞提供四种脱氧核苷酸和ATP
D．该病毒中只含有蛋白质和核酸两种大分子物质
15．人类多指基因（T）对正常指（t）为显性，白化基因（a）对正常（A）为隐形，都在常染色体上，人类多指基因（T）对正常指（t）为显性，白化基因（a）对正常（A）为隐形，都在常染色体上，而且都是对立遗传．一个家庭中，父亲是多指，母亲正常，他们有有一个患白化病但手指正常的孩子，则下一个孩子只有一种病的几率分别是（　　）
A．$\frac{1}{2}$B．$\frac{3}{4}$C．$\frac{1}{4}$D．$\frac{1}{8}$
5．如图为某同学根据相关知识点构建的知识模型图，回答下列问题：

（1）若A为裸岩阶段，C为森林阶段，这属于群落的初生演替．在此过程中，物种的丰富度会增加  （填“增加”或“减少”），生态系统的自我调节能力会增强（填“增强”或“减弱”）．
（2）若B表示食草动物，则A属于第一营养级．若C增加1kg，则至少需要消耗A25kg．
（3）若B表示生物群落，A、c表示大气中的C02库，则完成B→C过程的生理作用是呼吸作用．
（4）若A表示日照，B表示盛开的梨花，C表示被花香吸引的昆虫，则在A→B、B→C之间传递的信息种类依次是物理信息、化学信息．
12．豌豆子叶黄色（Y）对绿色（y）为显性，圆粒种子（R）对皱粒种子（r）为显性：用黄色圆粒和绿色圆粒的豌豆作为亲本进行杂交，F1代四种表现型及比例为：黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒=3：1：3：1．请回答下列问题．
（1）亲本的基因型为YyRr、yyRr．
（2）F1代基因型不同于亲本的比例是_$\frac{1}{2}$，F1代中纯合子占的比例是$\frac{1}{4}$．
（3）用F1中的一株黄色圆粒豌豆植株与绿色皱粒豌豆植株杂交，后代的表现型及比例接近于黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒=1：1：1：1或黄色圆粒：绿色圆粒=1：1．
（4）用亲本的黄色圆粒豌豆自交，后代有4种表现型，9种基因型；后代中纯种的黄色圆粒豌豆占全部黄色圆粒豌豆的比例是$\frac{1}{9}$．
9．酵母菌和醋酸菌异化作用的类型分别是（　　）
①需氧型　②厌氧型　③兼性厌氧型．
A．①③B．③①C．②①D．②③
7．水稻动态株型与正常株型是一对相对性状．动态株型主要特征是生长前期长出的叶片与茎秆夹角较大，叶片伸展较平展，生长后期长出的叶片直立（与茎秆夹角较小），使株型紧凑，呈宝塔形，而正常株型前后期长出的叶片都较直立．动态株型产量比正常株型高20%．为研究这对相对性状的遗传规律，科学家做了以下实验，结果如表所示．
组别杂交组合总株数表现型
动态株型正常株型
A动态株型×动态株型1841840
B正常株型×正常株型1920192
C动态株型（♀）×正常株型（♂）1731730
D动态株型（♂）×正常株型（♀）1621620
EC组的F1自交390290100
FC组的F1×正常株型405200205
根据以上信息回答下列问题：
（1）动态株型产量高于正常株型，原因是：动态株型在生长前期，叶较平展，有利于获得更多的阳光；生长后期，叶直立，在开花期时株型紧凑，呈宝塔形，上部叶片既能接受较多的光照，也能减少对下部叶片的遮荫，使下部（平展）叶片也能接受较多的光能．生长前期和后期均能提高光能利用率，有利于高产．
（2）表中属于正交与反交的杂交组合是C、D两组，因水稻是两性花，为避免自花传粉，需人工去雄．正交与反交的结果说明动态株型与正常株型这一对相对性状是受细胞核基因控制的．理由是正交和反交产生的子代具有相同的一种表现型，不符合母系遗传的特点．
（3）由C组和D组杂交结果可以说明动态株型为显性，还可通过分析E组的子代比例判断显性与隐性．
（4）E组的子代具有两种表现型，此遗传现象称之为性状分离．
（5）F组的杂交方式称为测交．因为一方为隐性，产生的配子只有隐性基因，不改变子代的表现型，子代表现型的类型及比例即为F1产生的配子的类型及比例．此特点可用于间接验证基因的分离定律．

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