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    【生物--选修3现代生物科技专题】
    用小鼠进行DNA重组研究中形成的“基因敲除”技术，能“敲除”DNA分子上的特定基因，可用来研究基因功能．该技术的主要过程如下：
    第一步：分离小鼠胚胎干细胞，这些细胞中含有需要改造的基因，称“靶基因”．
    第二步：获取与“靶基因”同源的DNA片段，利用特定技术在该DNA片段上插入neoR基因（新霉素抗性基因）成为突变DNA（如下图），使该片段上的靶基因失活．
    第三步：将插入neoR基因（新霉素抗性基因）的靶基因转移入胚胎干细胞，再通过同源互换，用失活靶基因取代两个正常靶基因中的一个，完成对胚胎干细胞的基因改造．
    第四步：将第三步处理后的胚胎干细胞，转移到特定培养基中筛选培养．
    其基本原理如图所示，请分析回答：

    （1）第二步中，获取与“靶基因”同源的DNA片段使用的工具酶是
     
    ，用此类酶处理DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生
     
    末端．neoR基因既能使靶基因失活，又是基因表达载体中的
     
    ．“靶基因失活”的含义是
     
    ．
    （2）第三步中，将插入neoR基因的靶基因转移入胚胎干细胞常用的方法是
     
    ．
    （3）第四步中，该培养基要额外添加
     
    ，以筛选出导入neoR基因成功的胚胎干细胞．
    （4）从研究者成功获得如上图所示的“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞，到将该细胞培育成“基因敲除”小鼠，运用到的生物技术有基因工程、
     
    工程、
     

    工程等．
    （5）将上述基因敲除小鼠相互交配，F1小鼠中可直接用来研究基因功能的占
     
    ，其它小鼠不能直接用于研究的原因是
     
    ．
    考点：基因工程的原理及技术,胚胎干细胞的来源及分化
    专题：
    分析：分析题意可知，该技术过程中利用了基因工程中的构建基因表达载体的方法形成了插入neoR基因（新霉素抗性基因）的靶基因，再通过同源互换，用失活靶基因取代两个正常靶基因中的一个，完成对胚胎干细胞的基因改造．
    解答： 解：（1）第二步中，获取与“靶基因”同源的DNA片段使用的工具酶是限制酶，限制酶能够切割形成黏性末端，也能形成平末端．neoR基因由于能使靶基因失活，这样只有靶基因失活的干细胞才能在含新霉素的培养基上生存，所以neoR基因还起到了标记基因的作用．“靶基因失活”的含义是靶基因不能正常表达．
    （2）将目的基因转移到动物细胞的方法一般为显微注射法．
    （3）neoR基因即为新霉素抗性基因，发生同源区段互换的胚胎干细胞具有该基因，因此可以抗新霉素．则第四步中，该培养基要额外添加新霉素，以筛选出导入neoR基因成功的胚胎干细胞．
    （4）从研究者成功获得如上图所示的“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞，到将该细胞培育成“基因敲除”小鼠，运用到的生物技术有基因工程、细胞工程、胚胎工程等．
    （3）上题中获得的基因敲除小鼠，可以用Aa基因型表示，即A表示失活靶基因．该小鼠自交，后代有
    1
    4
    AA、
    1
    2
    Aa、
    1
    4
    aa，其中只有aa能够直接用来研究基因功能．其它小鼠体内至少有一个正常的靶基因，也能表达性状，故不能得到靶基因的功能．
    故答案为：
    （1）限制酶   平    标记基因 靶基因不能正常表达
    （2）显微注射技术
    （3）新霉素
    （4）细胞  胚胎
    （5）
    1
    4
        这些小鼠体内至少有一个正常的靶基因，也能表达性状．故不能得到靶基因的功能
    点评：本题考查了基因工程及胚胎工程的相关知识，意在考查考生的分析能力、理解能力和综合运用所学知识的能力，难度适中．考生要能够读懂图解，明确基因敲除的目的（研究基因功能）；本小题的难点为第（4）小题，考生要能够将含有一个失活靶基因的胚胎干细胞的基因型看做为Aa的杂合子，然后利用基因的分离定律进行解释．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中生物 来源： 题型：

    下列各项关于正常人体内发生的生理活动的叙述中错误的是（　　）
    A、抗体或者淋巴因子与抗原特异性结合后通常被吞噬细胞吞噬、分解
    B、动物激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活
    C、神经递质作用于突触后膜上的受体后迅速被分解
    D、唾液淀粉酶随食物进入胃腔后逐渐失去活性

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    科目：高中生物 来源： 题型：

    人体内环境不包括（　　）
    A、淋巴B、组织液
    C、血浆D、细胞内液

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    科目：高中生物 来源： 题型：

    雄鸡为ZZ，雌鸡为ZW，缺少染色体Z会致死．环境的影响使一只ZW的小鸡发育成能正常交配的公鸡，该公鸡与正常母鸡交配后代性别为（　　）
    A、♀：♂=1：1
    B、♀：♂=2：1
    C、♀：♂=3：1
    D、♀：♂=1：0

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    科目：高中生物 来源： 题型：

    胚胎干细胞（ES细胞）在生物学研究中具有十分重要的应用价值．

    （1）如图为某科研小组采用“基因靶向”技术先将小鼠的棕褐毛色基因导入黑色纯种小鼠的ES细胞中，再将改造后的ES细胞移植回囊胚继续发育成小鼠的过程．在目的基因获取和基因表达载体构建过程中使用的工具酶有
     
    ．
    （2）如图中完成第Ⅱ步操作得到由两个DNA切段连接成的产物有
     
    种重组DNA分子；第Ⅲ步操作后，还需经过
     
    的过程，才能将该ES细胞注射到囊胚中．
    （3）ES细胞在功能上具有
     
    的特点；目前研究人员正尝试通过科技手段利用ES细胞经过特殊诱导，为因故失去手的患者提供新的“手”，该过程揭示了细胞
     
    的机理．
    （4）已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断，一般情况下，细胞中有D或S途径即能分裂增殖．人淋巴细胞中虽然有这两种DNA合成途径，但一般不分裂增殖．鼠ES细胞中只有D途径，但能不断分裂增殖．将这两种细胞在试管中混合，加聚乙二醇促融，获得杂种细胞．若要从培养液中分离出杂种细胞，写出实验方法（不考虑机械方法），并说明理由．
    方法：
     
    ．
    理由：
     
    ．

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    科目：高中生物 来源： 题型：

    Ⅰ、图甲为生态系统中碳循环的示意图，乙图所示为甲图圆形框内的生物种间关系．据图回答下列问题：

    （1）甲图中的a在生态系统的成分中指的是
     
    ．碳元素在生物群落中主要以
     
    形式存在．图示途径①表示的是
     
    过程．
    （2）现今全世界都倡导的“低碳生活”措施是为了减缓主要由图甲中
     
    （填数字）产生的温室效应现象．
    （3）图乙中B与D的种间关系为
     
    ．若D的食物来源中，绿色植物占50%，B占25%，C占25%，现有绿色植物100kg，则D最多能增重
     
    kg．
    （4）随着经济发展、人口增多，人类毁林填湖、毁林建房现象时有发生，这些活动改变了群落演替的
     
    ．人类为了提髙生物多样性，会向某些生态系统中引进新的物种，但要采取谨慎措施，原因是
     
    ．
    Ⅱ、工业生产上可利用甘蔗生产燃料酒精，为了提高酒精产量，往往需要具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌作为理想菌种．酵母菌、霉菌等微生物细胞中的脂肪酶在食品、医药、日化等领域具有广泛应用，工业上可通过微生物发酵制备．根据所学知识回答下面的问题：
    （1）为了获得理想的酵母菌菌种，可以对野生菌种进行诱变处理．然后利用
     
    培养基进行分离纯化，常采用的接种方法有平板划线法和
     
    ．为了更好地抑制杂菌生长，培养过程中要严格
     
    ．
    （2）突变菌往往带有一些特殊的基因．在获得这些基因的过程中，PCR技术相当重要．PCR扩增反应中加入
     
    以催化DNA链的延伸．
    （3）微生物的发酵产物中含有多种蛋白质，纯化得到脂肪酶常用的方法是
     
    ．为了使纯化得到的脂肪酶能够反复被利用，可采用
     
    技术．
    （4）生产上还可以利用羊乳腺生物反应器制备脂肪酶，科学家需将脂肪酶基因与
     
    基因的启动子等调控组件重组在一起，通过
     
    等方法，导入羊的受精卵中，然后，再通过
     
    等胚胎工程技术培育出转基因羊．

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    科目：高中生物 来源： 题型：

    回答有关免疫的问题．
    如图为某种免疫过程示意图．据图回答下列问题：
    （1）b细胞为
     
    ，图中显示，细胞膜形成伪足将a包围，形成吞噬泡进入细胞质，这种内吞作用与细胞膜结构的
     
    特性有关；吞噬泡与
     
    （结构名称）融合，后者杀灭病原体的物质是
     
    ；该过程在免疫学上属于
     
    ．
    （2）d细胞为
     
    ，在机体中该细胞是由
     
    增殖分化来的．图中表示细胞免疫过程的是（用“→”和图中的数字表示）
     
    ．该过程中d细胞发挥的主要作用是
     
    ．
    （3）若用大剂量的X射线杀死c细胞，对机体免疫会造成什么影响？
     
    ．
    （4）除上述免疫过程外，属于机体特异性免疫的还有
     
    细胞参与的
     
    免疫，通过
     
    产生大量抗体与抗原发生反应．

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    科目：高中生物 来源： 题型：

    回答下列关于植物代谢的问题．
    某兴趣小组进行了一项实验，研究池塘中漂浮植物的生长情况．A、B和C三组玻璃容器中分别放入相同质量的漂浮植物，实验装置见图1．其中，组A和组B分别被250瓦和75瓦的灯泡照射着；组C则被250瓦的灯泡隔着有色滤光器照射着．图2为漂浮植物叶肉细胞内某些代谢过程中物质变化的示意图，其中①②③④分别表示不同的代谢过程．

    （1）图2中X、Y分别代表
     
    、
     
    ．
    （2）图2中进行③过程的场所是
     
    ，[H]在②③过程中的作用分别是
     
    、
     
    ．
    每隔一周取出容器中的植物，表面弄干后称重，再被放回容器内继续实验．图3记录了八周的称量结果．
    （3）据图3计算前五周容器A中植物的氧气释放量为
     
    mol．（若漂浮植物的含水量为90%）
    （4）图3中五周后容器A中的植物重量开始下降，而容器B中的植物重量则继续上升，原因是
     
    ．
    （5）哪个容器的含氧量在第八周是最低的？为什么？
     
    ．

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    科目：高中生物 来源： 题型：

    为了说明近亲结婚的危害性，某医生向学员分析讲解了下列有白化病和色盲两种遗传病的家族系谱图．设白化病的致病基因为a，色盲的致病的基因为b，请回答：

    （1）写出下列个体可能的基因型：Ⅲ-8
     
    Ⅲ-10
     
    ．
    （2）若Ⅲ-8与Ⅲ-10结婚，生育子女中只患白化病或色盲一种遗传病的概率是
     
    ；同时患两种遗传病的概率是
     
    ．
    （3）若Ⅲ-9和Ⅲ-7结婚，子女中可能患的遗传病是
     
    发病的概率是
     
    ．

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