课件42张PPT。同步导练/RJ·必修② 生物 经典品质/超越梦想 同步
导练06 从杂交育种到基因工程重难点提示第一节 杂交育种与诱变育种三维目标晨背关键词自主性学习知识点解读温示提馨随堂演练 （点击进入）word板块 温示提馨课时作业15 （点击进入）word板块
1．判断正误
(1)用化学因素诱变处理可提高突变率( )
(2)杂交育种能够产生新的基因( )
(3)物理、化学等诱变因素可以使基因发生定向的变异( )
(4)青霉素高产菌株是通过杂交育种获得的( )
(5)杂交育种一定要从F2开始筛选( )
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
2．下列关于不同育种方法优点的叙述，不正确的是( )
A．多倍体较二倍体茎秆粗壮，果实、种子大
B．杂交育种能产生新基因
C．人工诱变育种能提高突变率
D．利用单倍体育种能明显缩短育种年限
解析：多倍体较二倍体含有的基因要多，产生的基因产物也多，因此多倍体植株茎秆粗壮，果实、种子大；杂交育种的原理是基因重组，不能产生新基因；诱变育种的实质是基因突变，人工诱变能够提高突变率；单倍体育种的最大优点是能够明显缩短育种年限。
答案：B
3．下图中甲、乙表示水稻的两个品种，A、a和B、b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑦表示培育水稻新品种的过程，下列叙述不正确的是( )
A．①→②过程简便，但育种周期长
B．②和⑥的变异都发生于有丝分裂间期
C．③过程常用的方法是花药离体培养
D．⑤和⑦过程的育种原理不相同
解析：①→②过程为杂交育种，育种年限比较长；②过程发生了基因重组，基因重组发生在减数第一次分裂过程中，⑥过程需要用秋水仙素处理幼苗，秋水仙素作用于细胞分裂前期；③过程为花药离体培养；⑤过程的原理为基因突变，⑦过程的原理为基因重组。
答案：B
4．下列关于育种的说法中正确的是( )
A．基因突变可发生在任何生物DNA复制过程中，此现象可用于诱变育种
B．诱变育种和杂交育种均可产生新的基因和新的基因型
C．三倍体植物不能由受精卵发育而来，可通过植物组织培养方法获得
D．普通小麦花粉中有三个染色体组，由其发育而来的个体是三倍体
解析：任何生物DNA复制时出现基因中的碱基对的增添、缺失或替换，都属于基因突变；杂交育种不能产生新的基因；三倍体植物可以由四倍体与二倍体植株杂交形成的受精卵发育而来，也可通过植物组织培养方法获得；由花粉发育而来的植株是单倍体。
答案：A
5．“嫦娥1号”胜利奔月，“神六”“神七”胜利返回，这些航天技术的发展，为我国的生物育种创造了更多更好的机会。下列有关航天育种的说法，不正确的是( )
A．航天育种可缩短育种周期
B．种子在宇宙辐射、微重力及弱地磁场等因素的诱导下发生基因突变
C．航天育种技术作为航天技术与农业育种技术相结合的一项创新性研究成果，是快速培育农作物优良新品种的重要途径之一
D．“太空种子”都能培育出高产、优质的新品种
解析：基因突变能够提高突变率，但是仍然具有多害少利性。
答案：D
6．如图表示几种育种方法的大致过程。请分析回答：
(1)在图一所示①→②过程中发生了________。若以②的碱基序列为模板经转录和翻译形成③，此过程与以①为模板相比一定发生变化的是________。
A．mRNA碱基序列 B．tRNA种类
C．氨基酸种类 D．蛋白质结构
(2)图二中控制高产、中产、低产(A、a)和抗病与感病(B、b)的两对等位基因分别位于两对同源染色体上。F2的表现型有________种，F2中高产抗病植株占__________。欲鉴别某高产抗病植株是否为纯合子，最简便的方法是________，将收获的种子种植，若子代______________，则说明该植株为纯合子。
(3)图二中利用F1的花粉形成个体④所应用技术的理论依据是________________。
(4)图二所示的育种方法的原理有________________________。
解析：(1)①→②过程发生了碱基对的替换，属于基因突变范畴。该碱基对替换后，转录来的mRNA肯定改变，其密码子对应的tRNA也会改变，由于一种氨基酸可对应多种密码子，基因突变后对应的氨基酸和蛋白质不一定发生改变。(2)AaBb个体自交，由于A、a控制的性状为不完全显性，子代有3种表现型，B、b控制的性状为完全显性，子代有2种表现型，两对基因自由组合，故子代表现型有3×2＝6(种)；F2中高产(AA)占，抗病(BB＋Bb)占，故高产抗病占；鉴别某个体是否为纯合子的最简便方法是自交，自交后代不出现性状分离为纯合子，出现性状分离为杂合子。(3)单倍体育种的理论基础是植物细胞的全能性。(4)图二育种方法分别是杂交育种和单倍体育种，涉及原理有基因重组和染色体变异。
答案：(1)基因突变 A、B
(2)6 自交 不发生性状分离(或全部表现为高产抗病)
(3)植物细胞的全能性
(4)基因重组和染色体变异
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导练06 从杂交育种到基因工程第二节 基因工程及其应用三维目标晨背关键词自主性学习知识点解读温示提馨随堂演练 （点击进入）word板块 温示提馨课时作业16 （点击进入）word板块
1．判断正误
(1)基因工程的原理是基因突变( )
(2)基因工程能够定向地改变生物的性状( )
(3)所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列( )
(4)基因工程中的运载体只有质粒( )
(5)只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达( )
(6)转基因生物和转基因食品都是不安全的( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
2．下列关于转基因生物与环境安全的叙述，错误的是( )
A．重组的微生物在降解污染物的过程中可产生二次污染
B．种植抗虫棉可以减少农药的使用量，对环境没有任何负面影响
C．如果转基因花粉中含有毒蛋白或过敏蛋白，可能会通过食物链传递到人体内
D．转基因生物有可能对生态系统的稳定性和人类的生活环境造成破坏
解析：种植抗虫棉虽然可以减少农药的使用量，但由于抗虫害的转基因作物的长期大量种植，会使目标害虫发生群体改变，产生抗性，更难杀灭。
答案：B
3．下列有关基因工程中运载体的说法，正确的是( )
A．在进行基因工程的操作中，作为运载体的质粒都是天然质粒
B．所有的质粒都可以作为基因工程的运载体
C．质粒是一种独立于细菌拟核DNA外的链状DNA分子
D．作为运载体的质粒DNA分子上应有对重组DNA分子进行鉴定和选择的标记基因
解析：作为运载体的质粒，都是经过修饰的质粒；并不是所有质粒都能作为运载体，能作为运载体的质粒必须具备一定的条件；质粒是环状DNA分子。
答案：D
4．某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方法，将基因a与运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。结合图形分析下列有关这一过程的叙述，不正确的是( )
A．获取基因a的限制酶的作用部位是图中的①
B．连接基因a与运载体的DNA连接酶的作用部位是图中的②
C．基因a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞
D．通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状
解析：限制酶和DNA连接酶均作用于磷酸二酯键，即①处，二者作用相反，分别是打开和连接该化学键；目的基因进入受体细胞后，会随着马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞，使之产生定向变异，从而改变其遗传性状。
答案：B
5．美国科学家利用基因工程技术，将人胰岛素基因拼接到大肠杆菌的DNA分子中，然后通过大肠杆菌的繁殖，生产出了人胰岛素，操作过程如图所示：
(1)在上述基因工程操作中，①→②过程所用的基因“剪刀”是__________，③→④过程的实现是通过与①→②过程相同的__________切割的结果；④→⑤过程需要通过__________形成重组DNA分子；⑥→⑦过程是通过细胞的__________实现的。
(2)不同生物间基因可以“移植”成功的结构基础是DNA的__________结构，大肠杆菌可以生产出人的胰岛素，说明它们和人类共用一套__________，大肠杆菌合成人胰岛素的过程可以表示为________________________。
解析：生产基因工程药品是基因工程的一个重要应用，获取目的基因和切割运载体要使用同一种限制酶，才可以得到相同的黏性末端。在DNA连接酶的作用下形成重组质粒，导入操作完成后，重组质粒随着细胞分裂可以传给子代细胞。各种生物DNA结构都是一样的，而且所有生物共同使用一套遗传密码，这样基因工程才可以实现。
答案：(1)限制性核酸内切酶 限制性核酸内切酶 DNA连接酶 分裂
(2)双螺旋 遗传密码 DNA(基因)mRNA蛋白质(或人胰岛素)
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导练06 从杂交育种到基因工程章末知识归纳课时作业15 杂交育种与诱变育种
一、选择题
1．用杂合子(DdEe)种子获得纯合子(ddee)最简捷的方法是( )
A．种植→F1→选双隐性植株→纯合子
B．种植→秋水仙素处理→纯合子
C．种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合子
D．种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合子
解析：杂合子(DdEe)种子中含有d、e基因，自交后一旦出现隐性性状便能稳定遗传，方法简捷。
答案：A
2．下列有关培育新品种的叙述，正确的是 ( )
A．单倍体育种得到的新品种一定是单倍体
B．多倍体育种得到的新品种一定是纯合子
C．农作物产生的变异都可以为培育新品种提供原材料
D．射线处理得到染色体易位的家蚕新品种属于诱变育种
解析：单倍体育种先用花药离体培养然后用秋水仙素或低温处理让染色体数目加倍，得到的是纯合子，A错误；多倍体育种得到的新品种有可能是杂合子，B错误；农作物产生的变异如果是因为水肥等外界因素出现的变异属于不可遗传的变异，不能给培育新品种提供原材料，C错误；射线处理得到的染色体易位是利用染色体变异的诱变育种，D正确。
答案：D
3．太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等，诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异，然后进行培育的一种育种方法。下列说法正确的是( )
A．太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的
B．太空育种产生的突变总是有益的
C．太空育种产生的性状是定向的
D．太空育种培育的植物是地球上原本不存在的
解析：太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的，都是引起基因突变，产生新性状，A正确；基因突变具有多害少利性，B错误；基因突变具有不定向性，C错误；基因突变只是改变某个基因产生新的等位基因，不能产生新的植物，D错误。
答案：A
4．下列不属于诱变育种实例的是( )
A．一定剂量的γ射线引起变异得到新品种
B．用一定剂量X射线处理青霉菌菌株获得高产菌株
C．玉米单株自交后代中出现一定比例的白化苗
D．激光照射植物或动物引起突变得到新品种
解析：A、B、D三项均是物理因素诱变的实例；玉米单株自交后代出现一定比例的白化苗是由于杂合子自交产生了性状分离。
答案：C
5．下列有关育种的叙述中，错误的是( )
A．用于大田生产的优良品种不一定是纯合子
B．通过植物组织培养技术培育脱毒苗，筛选培育抗病毒新品种
C．诱变育种可提高突变频率，加速新基因的产生，从而加速育种进程
D．为了避免对三倍体无子西瓜年年制种，可利用植物组织培养快速繁殖
解析：若利用杂种优势的特点育种，用于大田生产的优良品种不一定是纯合子，A正确；通过植物组织培养技术培育的脱毒苗没有病毒，但不一定能抗病毒，B错误；诱变育种可提高突变频率，加速新基因的产生，大幅度改良遗传性状，C正确；三倍体高度不育，只能利用无性繁殖技术快速繁殖，如通过植物组织培养技术等，D正确。
答案：B
6．有一种塑料在乳酸菌的作用下能迅速分解为无毒物质，可以降解，不至于对环境造成严重的白色污染。培育专门降解这种塑料的“细菌能手”的方法是( )
A．杂交育种 B．诱变育种
C．单倍体育种 D．多倍体育种
解析：细菌属于原核生物，原核生物不能进行有性生殖，因而不能实施杂交育种；原核生物无染色体，不发生染色体变异，因而不能进行单倍体和多倍体育种。
答案：B
7．现有三个番茄品种，A品种的基因型为aaBBDD，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为AABBdd，三种等位基因分别位于三对同源染色体上。若通过杂交育种获得aabbdd植株，且每年只繁殖一代，则至少需要的时间为( )
A．2年 B．3年
C．4年 D．5年
解析：aaBBDD×AAbbDD→AaBbDD一年；
AaBbDD×AABBdd→AaBbDd一年；
AaBbDd自交→aabbdd一年；
种植aabbdd种子，得aabbdd植株一年，
所以需要4年的时间。
答案：C
8．如图是与水稻有关的育种途径，相关叙述不正确的是( )
A．A→B过程可获得原水稻没有的优良性状
B．C→D过程能定向改变水稻的性状
C．E→H过程依据的原理是基因重组
D．E→G过程用秋水仙素处理成熟植株
解析：图中A→B过程是诱变育种，可获得原水稻没有的优良性状，A正确；C→D过程是基因工程育种，能定向改变水稻的性状，B正确；E→H过程是杂交育种，依据的原理是基因重组，C正确；E→G过程是单倍体育种，用秋水仙素处理单倍体幼苗，D错误。
答案：D
9．下列关于单倍体育种的叙述，错误的是( )
A．单倍体育种的主要遗传学原理是染色体变异
B．经花药离体培养产生的幼苗体细胞中染色体数是本物种体细胞的一半
C．经秋水仙素处理后可获得体细胞中染色体数加倍的单倍体植株
D．单倍体育种的优势在于明显缩短育种年限
解析：单倍体育种依据的遗传学原理为染色体变异，故A正确；经过花药离体培养产生的幼苗体细胞中染色体数是本物种体细胞的一半，故B正确；经过秋水仙素处理后可以获得体细胞中染色体数加倍的二倍体植株，故C错误；单倍体育种的优势在于能明显缩短育种年限，故D正确。
答案：C
10．下列生物育种技术操作合理的是( )
A．用红外线照射青霉菌能使青霉菌的繁殖能力增强
B．年年制种推广的杂交水稻一定是能稳定遗传的纯合子
C．单倍体育种时需用秋水仙素处理其萌发的种子或幼苗
D．红薯等用营养器官繁殖的作物只要杂交后代出现所需性状即可留种
解析：用X射线照射青霉菌能使青霉菌发生基因突变，但不能使繁殖能力增强，A错误；年年制种推广的杂交水稻一定是F1代的杂合子，B错误；单倍体育种时需用秋水仙素处理其幼苗，由于单倍体高度不育，一般不产生种子，C错误；红薯等用营养器官繁殖的作物只要杂交后代出现所需性状即可留种，让其进行营养生殖以保持优良性状，D正确。
答案：D
11．下列有关变异与育种的叙述中，正确的是( )
A．DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换不一定都是基因突变
B．某植物经X射线处理后未出现新的性状，则没有新基因产生
C．二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后便可得到稳定遗传的植株
D．发生在水稻根尖内的基因重组比发生在花药中的更容易遗传给后代
解析：DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换不一定都是基因突变，如突变发生在非编码区，则没有引起基因结构的改变，A正确；经X射线处理后未出现新的性状，可能是隐性突变，也形成新基因，如AA突变成Aa，B错误；二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到的单倍体高度不育，C错误；水稻根尖细胞不能进行减数分裂，所以不能发生基因重组，D错误。
答案：A
12．如图是利用野生猕猴桃种子(aa, 2n＝58)为材料培育无子猕猴桃新品种(AAA)的过程，下列叙述错误的是( )
A．③和⑥都可用秋水仙素处理来实现
B．若④是自交，则产生AAAA的概率为1/16
C．AA植株和AAAA植株是不同的物种
D．若⑤是杂交，产生的AAA植株的体细胞中染色体数目为87
解析：③和⑥是染色数目加倍得到的，常用秋水仙素处理来实现，A正确；若④是自交，亲本产生的配子种类及比例是：1AA、4Aa，1aa，则产生AAAA的概率为1/36，B错误；AA植株和AAAA植株如果杂交，后代是三倍体，高度不育，因而AA植株和AAAA植株有生殖隔离，是不同的物种，C正确；AAA植株有三个染色体组，染色体数目为29×3＝87，D正确。
答案：B
13．现有基因型aabb和AABB的水稻品种，利用不同的育种方法可培育出不同的类型，相关叙述错误的是( )
A．通过杂交育种获得AAbb，原理是受精作用过程中发生基因重组
B．通过单倍体育种获得aaBB，原理是基因重组和染色体变异
C．通过诱变育种获得aaBb，原理是基因突变
D．通过多倍体育种获得AAAABBBB，原理是染色体变异
解析：通过杂交育种获得AAbb，原理是减数分裂过程中发生基因重组，生成不同基因类型配子，再组合形成不同基因型受精卵，A错误；单倍体育种获得aaBB，先发生基因重组，生成AaBb个体，配子aB发育成的单倍体通过染色体组加倍获得aaBB个体，B正确；先通过杂交育种获得AaBb，再通过诱变育种获得aaBb，原理是基因突变，C正确；AABB通过诱导染色体组加倍获得AAAABBBB，原理是染色体变异，D正确。
答案：A
14．(2019年豫南九校联考)利用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病(DDTT)水稻和矮秆不抗锈病(ddtt)水稻进行育种时，一种方法是杂交得到F1，F1再自交得到F2；另一种方法是用F1的花粉进行离体培养，再用秋水仙素处理幼苗得到相应的植株。下列叙述错误的是( )
A．前一种方法所得的F2中重组类型占3/8或5/8
B．后一种方法的突出优点是可以明显缩短育种年限
C．前一种方法的原理是基因重组，后一种方法的原理是染色体变异
D．两种方法最后得到的植株体细胞中的染色体组数相同
解析：杂交育种时因为亲本是双显性个体和双隐性个体，在F2中重组类型占6/16即3/8；前一种是杂交育种，原理是基因重组(细胞学基础是非同源染色体自由组合)，后一种是单倍体育种，原理是染色体数目变异，该种方法突出的优点是可以明显缩短育种年限；杂交育种的后代中的染色体组数与亲代相同，含有两个染色体组，花药离体培养形成单倍体，再经人工诱导染色体数目加倍，也含有两个染色体组。
答案：A
15．如图所示为某农作物①和②两个品种(二倍体)分别培育出④⑥⑦⑧四个品种的过程，下列有关分析不正确的是( )
A．由③到④的育种过程依据的主要原理是基因突变
B．由⑤×⑥培育出的⑧植株可育
C．若③的基因型为AaBbdd，则⑦植株中纯合子约占
D．由⑤到⑦过程可能发生基因突变和基因重组
解析：③→④为诱变育种；③→⑤→⑦为杂交育种；由于①和②为二倍体，则⑤为二倍体，⑥经秋水仙素处理为四倍体，杂交得到的⑧为三倍体，为不育个体。
答案：B
二、综合题
16．育种工作者运用多种育种方法，培育茄子的优良品种。请回答下列问题。
(1)太空搭载萌发的种子以获得基因突变的茄子，这种育种方式称为__________。多次太空搭载是为了提高__________。某一性状出现多种变异类型，说明变异具有__________的特点。
(2)茄子晚开花(A)对早开花(a)为显性，抗青枯病(B)对易感青枯病(b)为显性，两对基因自由组合。以下是快速培育二倍体早开花、抗青枯病茄子品种的主要步骤：①第一步：种植二倍体早开花、易感青枯病茄子(aabb)与二倍体晚开花、抗青枯病茄子(AABB)，异花传粉获得基因型为AaBb的种子。
②第二步：播种F1种子得到F1植株，再用________的方法获得单倍体。
③第三步：用__________处理获得的单倍体幼苗，得到纯合体，选出早开花、抗青枯病的植株。
(3)上述育种过程与杂交育种相比，优点是__________________。
解析：(1)太空育种主要是利用太空中的射线等诱发基因突变的诱变育种。因为基因突变具有低频性，所以多次太空搭载是为了提高突变率。某一性状出现多种变异类型，说明变异具有不定向性。
(2)要获得单倍体需要利用花药离体培养。要得到可育的纯合体可用秋水仙素或低温对单倍体幼苗进行染色体数目加倍处理。
(3)单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限。
答案：(1)诱变育种 突变率 不定向性
(2)②花药离体培养 ③秋水仙素(或低温)
(3)明显缩短育种年限
17．如图为水稻的几种不同育种方法示意图，据图回答：
(1)B常用的方法是__________，C、F过程常用的药剂是__________。
(2)打破物种界限的育种方法是__________(用图中的字母表示)，该方法所运用的原理是__________。
(3)假设你想培育一个能稳定遗传的水稻品种，其最简单的育种方法是__________(用图中的字母表示)，该方法育种时间比较长，原理是________________；如果为缩短育种年限常采用的方法是____________(用图中的字母表示)，该方法的原理是_____________。
解析：(1)A→B→C为单倍体育种，其中A为杂交，B过程通常用花药离体培养获得单倍体，C过程是人工诱导染色体加倍(常用秋水仙素处理)获得纯合子；F为多倍体育种，常用的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗；所以C、F过程常用的药剂是秋水仙素。
(2)E为基因工程育种，基因工程能打破物种界限，定向改造生物的遗传性状；基因工程育种的原理是基因重组。
(3)A→D为杂交育种；在所有育种方法中，最简单、常规的育种方法是杂交育种。与杂交育种相比，单倍体育种最大的优点是能明显缩短育种年限，即图中A→B→C所示的过程。单倍体育种的原理是染色体变异。
答案：(1)花药离体培养 秋水仙素
(2) E 基因重组
(3)A→D 基因重组 A→B→C 染色体变异
18．小麦高茎(D)对矮茎(d)为显性，抗锈病(T)对不抗锈病(t)为显性(两对基因独立遗传)，现有高茎抗锈病的纯合新品种，育种专家提出了两种育种方案，如下图所示。请回答下列问题：
(1)图中①②所示过程在遗传学上分别叫做________和________。
(2)图中表示的两种常见的育种方法是________育种和________育种，其中哪种育种方法较为理想？______________，其优越性是______________________。
(3)图中④的处理方法是__________，目的是________。
(4)图中②产生的矮茎抗锈病的个体比例是________，ddT_中能够稳定遗传的个体占________。
解析：(1)图中①表示杂交，②表示自交。(2)方案甲是用两个纯合的亲本进行杂交，获得杂种一代，通过对杂种后代的不断优选自交，获得所需的能够稳定遗传的个体，属于杂交育种；而方案乙只利用了其中的一个亲本，经过过程④获得新个体(ddTt)，由于基因T是亲本中所没有的，因此只能来自基因突变，基因突变具有不定向性，且大多数是不利的变异。杂交育种目的性更强一些。(3)诱发基因突变可以用物理或化学方法进行处理，诱变育种的特点是能够提高基因突变的频率，增加所需性状出现的概率。(4)DdTt自交所得后代中性状符合要求的占，其中ddT_中能够稳定遗传的个体占。
答案：(1)杂交 自交
(2)杂交 诱变 杂交育种 目的性强，能够将多个品种的优良性状集中在一起
(3)用物理方法或化学方法诱发基因突变 提高变异频率，获得所需要的变异个体
(4)
课时作业16 基因工程及其应用
一、选择题
1．下列各项不是基因工程中经常使用的运载体的是( )
A．细菌质粒 B．噬菌体
C．动植物病毒 D．细菌核区的DNA
解析：基因工程中经常使用的运载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等。
答案：D
2．“黄金大米”是将胡萝卜素转化酶的基因导入到水稻细胞中而制备成功的。 一般地说，制备“黄金大米”植株的过程中，不需要使用下列中的( )
A．限制性核酸内切酶 B．纤维素酶
C．DNA连接酶 D．DNA聚合酶
解析：获取目的基因和构建基因表达载体时都需要使用限制性核酸内切酶，A错误；采用基因工程技术培育“黄金大米”植株的过程中不需要使用纤维素酶，B正确；构建基因表达载体时，需要使用DNA连接酶，C错误；基因在受体细胞中复制时需要DNA聚合酶，D错误。
答案：B
3．下列关于基因操作工具的叙述中，正确的是( )
A．限制酶的切口一定是GAATTC碱基序列
B．基因工程所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体
C．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
D．目的基因就是指重组DNA质粒
解析：不同的限制酶能识别不同的碱基序列，基因工程中的工具酶不包括运载体，目的基因和运载体质粒结合后才叫重组质粒。
答案：C
4．如图所示为一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法不正确的是( )
A．X是能合成胰岛素的细菌细胞
B．质粒具有标记基因和多个限制酶切点
C．外源基因与运载体的重组只需要DNA连接酶
D．该细菌的性状被定向改造
解析：根据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，所以X是能合成胰岛素的细菌细胞，A正确；质粒作为运载体需要有多个限制酶切点以便转运多种目的基因，同时具有标记基因以便检测目的基因是否导入受体细胞内，B正确；基因与运载体的重组需要限制酶和DNA连接酶，C错误；基因工程的特点是能够定向改造生物的性状，D正确。
答案：C
5．为了培育节水高产品种，科学家将大麦中与抗旱节水有关的基因导入小麦，得到转基因小麦，其水分利用率提高了20%。这项技术的遗传学原理是( )
A．基因突变 B.基因重组
C．基因复制 D．基因分离
解析：应用重组DNA技术，人们可以把某个目的基因，通过载体送入生物细胞中，并且使新的基因在细胞中正确表达，从而达到定向改变生物性状的目的。这项技术的遗传学原理是基因重组。
答案：B
6．下列关于基因工程中载体的叙述，不正确的是( )
A．目的基因与载体结合的过程发生在细胞外
B．目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变
C．载体对宿主细胞的生理代谢不起决定作用
D．常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等
解析：目的基因与载体结合的过程发生在细胞外，是人为控制操作的，A正确；目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因重组，B错误；载体对宿主细胞的生理代谢不起决定作用，能在受体细胞内稳定存在，C正确；常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等，D正确。
答案：B
7．下列关于基因工程及转基因食品的安全性的叙述，正确的是( )
A．基因工程经常以抗生素抗性基因作为目的基因
B．通过转基因技术可获得抗虫粮食作物，从而增加粮食产量，减少农药使用
C．通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制性核酸内切酶处理运载体DNA
D．若转入甘蔗中的外源基因来源于自然界，则生产出来的甘蔗不存在安全性问题
解析：基因工程常以抗生素抗性基因作为标记基因；在基因工程的实验操作中通常用同一种限制性核酸内切酶来处理含目的基因的DNA和运载体DNA，使它们产生相同的黏性末端；若转基因甘蔗中的外源基因来源于自然界，则仍可能存在食品安全、环境安全等安全性问题。
答案：B
8．下列对基因工程的叙述，正确的是( )
A．基因工程必须使用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和RNA聚合酶
B．基因工程的核心步骤是将目的基因导入受体细胞
C．运载体上的标记基因可用于检测目的基因是否导入受体细胞
D．目的基因是否表达可通过DNA分子杂交技术来检测
解析：基因工程必须使用的工具酶是限制酶、DNA连接酶，A错误；基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，B错误；运载体上的标记基因可用于检测目的基因是否导入受体细胞，C正确；目的基因是否表达可通过抗原－抗体杂交技术来检测，D错误。
答案：C
9．下列关于限制酶和DNA连接酶的理解，正确的是( )
A．其化学本质都是蛋白质
B．DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键
C．它们不能被反复使用
D．在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶
解析：限制酶与DNA连接酶的化学本质都是蛋白质，A正确；DNA连接酶连接的是两个DNA片段间相邻两个核苷酸间的磷酸二酯键，B错误；酶在化学反应前后其数量、性质、功能均不发生改变，因此可以反复利用，C错误；DNA聚合酶只能连接单个核苷酸，不能催化两个DNA片段连接，不能替代DNA连接酶，D错误。
答案：A
10．应用转基因技术可生产人类所需要的转基因产品，如利用大肠杆菌生产人胰岛素。下列选项中能说明人胰岛素基因完成了在受体细胞中表达的是( )
A．在大肠杆菌细胞中检测到人的胰岛素基因
B．在大肠杆菌中检测到人胰岛素基因转录出的mRNA
C．在含有四环素的培养基中培养出大肠杆菌
D．在大肠杆菌的代谢产物中提取到人胰岛素
解析：基因表达的标志是合成了相应的蛋白质或表现出相应的性状，故能说明人胰岛素基因完成了在受体细胞中表达的是在大肠杆菌的代谢产物中提取到人胰岛素。
答案：D
11．下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是( )
A．解旋酶、限制酶、DNA聚合酶
B．DNA酶、解旋酶、DNA连接酶
C．解旋酶、限制酶、DNA连接酶
D．限制酶、DNA连接酶、解旋酶
解析：①部位表示氢键，破坏①的酶是解旋酶；限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，所以②处是限制酶作用部位；DNA连接酶能同时连接DNA双链的切口，在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，所以连接③的酶是DNA连接酶。故C项正确，A、B、D项错误。
答案：C
12．质粒是基因工程最常用的载体，下列关于质粒的说法正确的是( )
A．质粒在宿主细胞内都要整合到染色体DNA上
B．质粒是独立于细菌拟核DNA之外的小型细胞器
C．基因工程操作中的质粒一般都是经过人工改造的
D．质粒上碱基之间数量存在A＋G＝U＋C
解析：若宿主细胞是真核细胞，则质粒可整合到染色体DNA上，若宿主细胞是原核细胞，因其没有染色体而只能整合到DNA上，A错误；质粒是独立于细菌拟核之外的小型环状DNA，不是细胞器，B错误；基因工程中使用的质粒已不是原来细菌或细胞中天然存在的质粒，而是经过人工改造的，C正确；质粒是双链环状DNA，其遵循碱基互补配对原则A＋G＝T＋C，D错误。
答案：C
13．基因工程中，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—。根据图示判断下列操作正确的是( )
A．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割
B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割
C．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割
D．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割
解析：一般情况下，要把目的基因与质粒相连接，需要用同一种或同两种限制性内切酶酶切质粒和目的基因。本题中酶Ⅱ的识别序列是酶Ⅰ识别序列的一部分，如果质粒用酶Ⅱ处理，那么在GeneⅠ和Ⅱ区都会被切断，则质粒上的标记基因均被破坏，所以质粒只能由酶Ⅰ切割。如果目的基因用酶Ⅰ处理，那么目的基因与质粒只有一段能够相连(目的基因的左边被酶Ⅰ切割形成黏性末端，质粒Gene Ⅰ区被酶Ⅰ切割成黏性末端。但是目的基因的右端不能被酶切，所以不能与质粒相连)。用酶I切割质粒后，Gene Ⅱ区形成两个黏性末端(GATC)；用酶Ⅱ切割目的基因后，两段形成的黏性末端均为GATC，两者可以连接，形成闭合环状。所以D正确，A、B、C错误。
答案：D
14．下图中a、b、c、d所代表的结构正确的是( )
A．a—质粒RNA B．b—限制性核酸外切酶
C．c—RNA聚合酶 D．d—目的基因
解析：a是质粒DNA，b是限制性核酸内切酶，c是DNA连接酶，d是目的基因或外源基因。
答案：D
15．如图是利用基因工程技术培育抗虫植物的示意图，以下相关叙述正确的是( )
A．②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与
B．切割①的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列
C．②中通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因
D．⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异
解析：构建重组质粒需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶参与，A错误；限制性核酸内切酶大多数特异性识别6个核苷酸序列，但也有识别4、5或8个核苷酸序列的，B错误；抗生素抗性基因可作为标记基因，供重组DNA的鉴定和选择，并不是抗生素合成基因，C错误；植株表现出抗虫性状，说明含有目的基因，发生了基因重组，基因重组为可遗传变异，D正确。
答案：D
16．美国科学家在研究生长在墨西哥某地的野生玉米后发现，这种玉米含有包括苏云金芽孢杆菌(一种产生抗虫毒蛋白的细菌)基因在内的转基因作物的基因，由此可见：
①转基因作物的基因可传播到野生植物中
②转基因作物可对天然植物的基因多样性构成威胁
③为防止基因污染，应当禁止转基因作物的研究
④自然杂交过程实质是一个长期的转基因过程，两者没有任何区别
其中正确的说法是( )
A．①②③④ B．③
C．①② D．①
解析：根据题意可知，转基因植物的基因传播到野生植物中，这样会对植物的基因多样性构成威胁。自然杂交是通过受粉的方式实现转基因过程，与转基因技术中通过重组运载体实现转基因过程有一定区别。
答案：C
二、综合题
17．苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。图1是转Bt毒素蛋白基因植物的重组DNA形成过程示意图；图2是毒素蛋白基因进入植物细胞后发生的两种生物大分子合成的过程，据图回答下列问题。
(1)将图1①的DNA用HindⅢ、BamH Ⅰ完全酶切后，反应管中有__________种DNA片段。过程②需要用到__________酶。
(2)假设图1中质粒原BamH Ⅰ识别位点的碱基序列变为了另一种限制酶Bcl Ⅰ识别的碱基序列，现用Bcl Ⅰ和Hind Ⅲ切割质粒，则该图1中①的DNA右侧还能选择BamH Ⅰ进行切割，并能获得所需重组质粒吗？请说明理由__________________。
(3)若上述假设成立，并成功形成重组质粒，则重组质粒( )
A．既能被BamH Ⅰ也能被Hind Ⅲ切开
B．能被BamH Ⅰ但不能被Hind Ⅲ切开
C．既不能被BamH Ⅰ也不能被Hind Ⅲ切开
D．能被Hind Ⅲ但不能被BamH Ⅰ切开
(4)图2中α链是__________。不同组织细胞的相同DNA进行过程③时启用的起始点__________(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是____________________________。
(5)要想检测导入的Bt毒素蛋白基因是否表达成功，在个体水平上如何检测？_______________________________________。
解析：(1)根据限制酶酶切位点可知，Hind Ⅲ、BamH Ⅰ两种酶形成的黏性末端不同，所以被两种限制酶切割后形成的片段有HH、HB、BH、BB四种片段(其中H表示Hind Ⅲ，B表示BamH Ⅰ)。过程②表示经酶切后形成的DNA片段形成重组DNA的过程，该过程需用到DNA连接酶。
(2)Bcl Ⅰ和Hind Ⅲ限制酶切割后形成的黏性末端一样，故该图1中①的DNA右侧还能选择BamH Ⅰ进行切割，并能获得所需重组质粒。
(3)假如上述假设成立，根据图解，目的基因和质粒均被限制酶Hind Ⅲ切割，故二者重组后仍能被Hind Ⅲ切割；但目的基因的①端被限制酶BamH Ⅰ切割，而质粒被限制酶Bcl Ⅰ切割，虽说两者切割后仍能重组，但重组后形成的序列既不能被BamH Ⅰ识别，也不能被限制酶BclⅠ识别。
(4)图2表示基因的转录和翻译过程，其中α链是以DNA的一条链为模板经转录形成的mRNA，由于基因的选择性表达，由相同DNA进行过程③时启用的起始点不完全相同。
(5)要想检测导入的Bt毒素蛋白基因是否表达成功，可在不同的层次上进行检测，其中在个体水平上，应用转基因植物的叶片去饲喂害虫，观察害虫的生长发育情况。
答案：(1)4 DNA连接
(2)能，切割后露出的黏性末端相同
(3)D
(4)mRNA 不完全相同 不同组织细胞中基因会进行选择性表达
(5)用转基因植物的叶片去饲喂害虫，观察害虫的生长发育情况(合理即可)
18．干扰素是一种糖蛋白，过去从人的血液中的白细胞中提取，产量很低。我国的科研人员侯云院士等一批人，成功运用基因工程技术提高了其产量，如图为其原理过程图。请据图回答下面的问题：
(1)图中①过程叫做________。
(2)图中③物质的化学本质是________，它之所以能作为运载体，必须具备的特点是__________________________________(写出任两点)。
(3)切割②和③过程所需的酶一般是相同的，其原因是____________________________。
(4)该过程中，供体细胞是________，受体细胞是____________(填字母)，重组DNA分子是________(填序号)。
(5)大肠杆菌等微生物是基因工程最常用的实验材料，这是因为________。
解析：图中①②为目的基因的提取过程，采用的方法为酶切法；图中③为从大肠杆菌中提取的质粒；④表示重组DNA分子；切割②和③过程所需的酶叫限制酶，所用的酶相同，产生的黏性末端也相同，便于构建重组DNA分子。在该过程中，供体细胞是人的体细胞，受体细胞是大肠杆菌b，选择大肠杆菌作为受体细胞是因为其繁殖快、结构简单，其内的遗传物质少。
答案：(1)提取目的基因
(2)双链环状DNA分子(或DNA分子) 具有一个至多个限制酶切割位点，在细胞中能够自主复制，有特殊的标记基因等
(3)为了产生相同的黏性末端
(4)人的体细胞 b ④
(5)大肠杆菌结构简单、繁殖快，其内的遗传物质少(任写两点即可)
