2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白（GFP）方面做出突出贡献的科学家。绿色荧光蛋白能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光，这样借助GFP发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况，帮助推断蛋白质的功能。GFP基因可作为目的基因用于培育绿色荧光小鼠，下图表示培育绿色荧光小鼠的基本流程：
请根据上述材料回答下列问题：
（1）过程①必需用到的工具酶是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）过程②将基因表达载体导入小鼠受精卵时，采用最多也最有效的方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。然后还可以通过＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿技术来检测绿色荧光蛋白基因是否已导入成功。
（3）在进行过程④前，利用＿＿＿＿＿＿技术可以获得数目更多且基因型相同的绿色荧光小鼠。
（4）GFP基因与目的基因一起构建到载体上不影响目的基因的表达，也不影响由目的基因控制合成的蛋白质的结构与功能,且对细胞无毒性作用，因此GFP基因可以运用作为基因表达载体上的＿＿＿＿＿＿。
1962年，日本科学家下村修从一种水母身上分离出绿色荧光蛋白（GFP）。1992年后，马丁、沙尔菲等人成功实现GFP基因在高等动植物细胞中的高效表达。下图是转基因绿色荧光鼠的培育过程：
（1）将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是（ ）
| A．追踪目的基因在细胞内的复制过程 |
| B．追踪目的基因插入到染色体上的位置 |
| C．追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布 |
| D．追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构 |
（2）转基因绿色荧光鼠的培育过程中，首先需要通过PCR技术获得目的基因的大量拷贝。PER反应体系中，起模板作用的是＿＿＿＿＿＿，模板首端或末端和引物的结合是遵循＿＿＿＿＿＿＿＿＿原则，然后在耐热DNA聚合酶作用下进行复制。耐热DNA聚合酶能经受95℃高温，与高等动物细胞内DNA复制过程相比：PCR反应体系不需要＿＿＿＿＿＿酶的参与。
（3）图④过程称作＿＿＿＿＿＿。
I美国科学家Sanger因发明了链终止．DNA测序法而再获诺贝尔奖。通过向DNA复制体系中加入能够终止新链延伸的某种脱氧核苷酸类似物，可以得到各种不同长度的脱氧核苷酸链，再通过电泳呈带（按分子量大小排列），从而读出对应碱基的位置。下图表示测定DNA新链中腺嘌呤位置的操作方法，据图作答：
（1）操作的第一步是通过加热破坏 从而使DNA分子的双链打开，在细胞中这是在 酶的作用下完成的。
（2）根据图中的模板链，对应合成的最长新链的碱基序列是（自上而下读出）： 。
（3）要通过以上操作精确地测出DNA链上每一个碱基的位置，电泳分离结果必须能把
区分开来。
（4）为了能够从电泳结果直接读出模板链中鸟嘌呤的位置，进行以上操作时，应加入什么标记物? 。扩增后将产生几种带标记的新链?
Ⅱ植物在生长发育过程中常常表现出顶端优势，即顶芽具有优先生长的优势。为了探究同一枝条中是离根基部最远处（直线距离）的芽具有生长优势还是离地面最远处（垂直距离）的芽具有生长优势，某学习小组进行了一系列的探究活动。
方法步骤：
（1）初
春，选择4根长势相似的葡萄一年生枝条，分别标记为甲、乙、丙、丁，每一枝条上留取3个茁壮的芽，从离根最远处依次标记为A、B、C。
（2）弯曲并绑扎固定甲、乙、丙、丁4根枝条，分别使A、B、C三个芽留取在枝条上：
显示出某种“顶端”的含义；其中甲、乙、丁的姿态如下图所示，试在方框内画出丙枝条的姿态并标出A、B、C三个芽的位置。
（3）结果预测及结论：
预测l：甲、乙、丙、丁中均为 芽发育成的新枝最长
结论：离根基部最远处（直线距离）的芽有生长优势。
预测2：甲中的A芽、乙中的C芽、丙中的 芽在枝条中发育成的新枝最长，丁中各芽发育成的新枝一样长。
结论：离地面最远处（垂直距离）的芽有生长优势。
预测3：甲中的A芽、乙中的A和C芽、丙中的A和B芽在各枝条中发育成的新枝都比较长，丁中的A、B、C芽发育成的新枝都一样长。
结论：
（4）在这个学习小组中，有人根据自己的实验假设预测了在同一时间内各个芽发育成的新枝长度，并根据自己的预测，在电脑上用Excel软件绘制出新枝的生长情况柱状图，如下图
所示。
由上图分析可知，此人的预期是：甲、乙、丙枝上发育生长最快的芽依次是
（填字母），此人的实验假设是： 。
(15分)随着生物科学技术的发展，动物、植物乃至人类自身的生殖方式变得越来越多样化。既解决了一些社会的需求，也带来了一些社会的忧虑。请根据下列各种情况，回答有关问题：
（1）试管婴儿技术：解决了部分夫妻不育的难题或生育健康后代的要求。这种技术和母亲正常怀孕生产过程的相同之处是都是以____________________为发育起点，不同之处在于试管婴儿是在体外进行受精后，在试管中进行胚胎培养；最后选取健康的胚胎进行_______，保证生出健康的孩子。
（2）胚胎分割技术：可解决良种动物快速大量繁殖的问题；对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意____________________________，否则将影响分割后的胚胎的恢复和进一步发育，如需做性别鉴定，还需从__________细胞取样做DNA分析。
（3）植物体细胞杂交技术：可以用来培育一些种间亲缘关系较近的杂交种，如白菜-甘蓝，实质上是利用了 和____________ 两大关键技术来实现。
（4）利用基因工程培育转基因植物：如将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞中，可培育转基因高赖氨酸玉米。选用的表达载体可以是农杆菌的Ti质粒，是因为该质粒的T-DNA_________________；除农杆菌转化法外，还有 法等。
2007年8月3日《科技日报》报道，美国佛罗里达大学的亨利·丹尼尔教授利用基因工程研制出转基因莴苣，可用其中的有效药物成分制造胰岛素胶囊来治疗糖尿病。右图表示获得转基因莴苣的技术流程，请据图回答下列问题：
（1）①过程需要的酶有 。
（2）为了便于筛选，质粒A上应具有 。
（3）接受重组质粒的受体细胞可能有三种情况：如果受体细胞C1是土壤农杆菌，则导入它是为了 ，以便于得到大量的含目的基因的土壤农杆菌；然后用土壤农杆菌侵染受体细胞C2，受体细胞C2可以是________细胞；然后应用组织培养技术，经 、 过程，形成转基因莴苣。
（4）这种药物是从转基因莴苣中提取制得的，必须制成粉末状，装入胶囊后才能服用。服用剂量必须严格控制，如果服用的量太大，可能导致患者出现 症状。
（5）目前，为使胰岛素能直接进入血液，通常采用的给药方式是注射，而不是口服。丹尼尔发明的胰岛素胶囊的优越之处在于：胶囊膜(植物细胞壁)可以在口服后的初始阶段防止胰岛素被降解。当含有胰岛素的“植物细胞”到达大肠，植物细胞壁被肠壁细菌分解，胰岛素进入肠腔后再被吸收到血液中。由此可以断定：①人体内缺乏分解细胞壁的 酶；②该药物(胰岛索)进入患者体内的方式为 。
大肠杆菌是生物学及医学实验研究中最有代表性的模式生物之一。
（1）大肠杆菌与饮水安全。
国家规定，每升饮用水中大肠菌数不得超过3个。有人测定某饮用水中的大肠杆菌（群）数：先将1升饮用水水样浓缩至10毫升，然后各取浓缩水样的2毫升，涂布到5个培养皿中进行培养，培养后计数的菌落数分别是9、12、5、8、6。请回答下列问题：
1）根据上述结果计算，被检水样大肠菌群数为________，水样________ （能、不能）达标。2）检测过程中需要培养大肠菌菌群，培养基配方如下：
| 琼脂 |
蛋白胨 |
乳糖 |
蔗糖 |
K2HPO4 |
伊红 |
美蓝 |
蒸馏水 |
pH |
| 15 g |
10 g |
5 g |
5 g |
2 g |
0.4 g |
0. 065 g |
1000 mL |
7.2 |
从培养基配方可以确定大肠杆菌的营养类型是 ；从培养基功能可以确定其类型是 培养基，理由是 。
3）培养大肠杆菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是_______________________________________________________。
（2）大肠杆菌与基因工程。
大肠杆菌pUC118质粒的某限制酶唯一酶切序列，位于该质粒的lacZ基因中。lacZ基因中如果没有插入外源基因，lacZ基因便可表达出b-半乳糖苷酶。当培养基中含有IPTG和X-gal时，X-gal便会被b-半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落；如果lacZ基因中插入了外源基因，带有pUC118质粒的大肠杆菌便不能表达b-半乳糖苷酶，培养基中的X-gal不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落。pUC118还携带了氨苄青霉素抗性基因。下图是利用lacZ基因筛选重组质粒示意图。据图回答问题：
1）质粒结构特点是 。
2）作为受体大肠杆菌应不含氨苄青霉素抗性基因，原因是 。
3）试管Ⅱ中用氯化钙溶液处理（增加其细胞壁的通透性）过的受体大肠杆菌，并在培养基中加入 。
3）将上述处理后的大肠杆菌置于图中培养基上培养，以检测受体大肠杆菌是否导入重组质粒，请预测菌落的颜色，并分析结果：
① 。
② 。
（3）选择大肠杆菌作为研究材料，主要原因是：它体积小、结构简单、 、
等。
[现代生物科技专题]下图分别表示的是基因的结构示意图和科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因开始，到“放入”棉花细胞中与棉花的DNA分子结合起来而发挥作用的过程示意图。请回答下列有关问题：
：
（1）图C中的目的基因是从图A和图B中哪一个基因提取的？ ，说明理由 。
（2）图C中①过程需要工具酶是 和 。
（3）图C中的III是导入目的基因的受体细胞，经培养、筛选获得一株有抗虫特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上该转基因植株自交F1代中仍具有抗虫特性的植株占植株总数的 ，原因是 。
（4）科学家认为，此种“转基因的抗虫棉”种植后，也可能出现以前从没有过的不抗虫植株，此植株形成的原因最可能是_________________。
（5）如果在长期种植过程中，抗虫棉逐渐丧失抗虫特性，用现代进化理论解释原因：
某些植物根能分泌一些化学物质用于抑制别种植物在其周围生长，这称为他感作用。最近，科学家试图往大麦等农作物转入控制合成这些化学物质的基因。请回答：
（1）获取目的基因，需要用到的工具酶是 ，对获取的目的基因，可以通过
技术扩增，将目的基因导入大麦，一般不用农杆菌转化法而用或基因枪法。
（2）为了验证转基因大麦对邻近杂草生长具有他感作用。请在给出的实验步骤的基础上继续完成实验、预期实验现象。
方法步骤：
①选取A、B、
C三个栽种盒，在栽种土壤表面画5×5m的小方格，每小方格中心放一粒大麦或杂草种子。三个栽种盒的播种方式依次为：A： ；B：只种大麦种子；C： 。
②洒上少许细泥土覆盖种子并浇水，把三个实验栽种盒放在 的环境中培养2~4周。
③每天观察记录，统计盒内植株的 ，比较三个栽种盒的植物生长差异。预期的实验现象： 。
科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。但在进行基因工程的操作过程中，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—，据图回答：
（1）过程①表示的是采取___________________的方法来获取目的基因。
（2）根据图示分析，在构建基因表达载体过程中，应用限制酶_________（填“I”或“II”）切割目的基因。用限制酶切割目的基因和运载体后形成的黏性末端通过_____________原则进行连接。
（3）人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是____________________。
（4）人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为__________________________。
（5）将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，待平板冷凝后要将平板倒置，其意义是__________________________________________。经过一定时间培养后，能够在含有氨苄青霉素的培养基上生长的，说明已导入了_______________，反之则没有导入。
干扰素是人或动物的某些淋巴细胞受到病原微生物的诱导刺激后产生的蛋白质，现已广泛用于病毒性疾病和某些癌症的治疗，我国已能利用基因工程和微生物发酵的方法生产干扰素。根据下面的干扰素生产过程示意图，回答问题：
（1）过程1表示可以通过人工合成方法获得干扰素基因。其主要步骤可概括为：由干扰素中_______顺序推导出______
_______顺序，再
进一步推导出___________顺序。人工合成的干扰素基因在实验室可通过__________技术进行人工扩增。
（2）过程2需要的工具酶有_______________。
（3）欲将大肠杆菌b筛选出来，应利用基因表达载体（重组DNA分子）上的_____。
（4）干扰素不能在高温环境中保存，其原因是__________________。
很久以前科学家在土壤中发现了某种细菌能制造对昆虫有毒的蛋白质，当时许多人就想把编码这一蛋白质的基因(抗虫基因)转移到农作物中，以降低昆虫对农作物造成的危害。20世纪90年代，美国科学家采用基因工程技术首次培育出抗虫玉米新品种。下图为这一转基因玉米的主要培育过程。
(1)获得特定目的基因的途径除了从该细菌中直接分离抗虫基因外，还可以 。将目的基因与运载体结合时必须用 酶和 酶。在基因工程中，常用的运载体有 等，而作为运载体必须具备相应的条件，例如，应具 以便进行筛选。
（2）由转基因玉米细胞经过 形成愈伤组织，而愈伤组织的形成应调节细胞生长素和 激素的比例为 （=1或>1或<1），然后再经过 
发育成胚状体和试管苗。
大肠杆菌的一种质粒只有某限制酶的一个识别序列，位于该质粒的lacZ基因中。lacZ基因若无外源基因插入，便可表达出半乳糖苷酶。当培养基中含有两种物质I和X时，X便会被半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落。如果lacZ基因中插入了外源基因，带有该种质粒的大肠杆菌便不能表达半乳糖苷酶，培养基中的X不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落。大肠杆菌的这种质粒还携带了氨苄青霉素抗性基因。下图是利用lacZ基因的插入失活、筛选出重组质粒的示意图。据图回答下列问题：
（1）图示通过 方法获得蓝藻基因。作为受体大肠杆菌应 ，以方便筛选已导入重组质粒的受体大肠杆菌。取用氯化钙溶液处理过的受体大肠杆菌，置于试管Ⅱ中，完成基因工程操作 步骤。
（2）图中的选择培养基中除含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子等营养物质外，还应加入 等物质，用以筛选导入了重组质粒的受体大肠杆菌。
（3）将上述处理后的大肠杆菌置于图中选择培养基上培养，以检测受体大肠杆菌是否导入重组质粒，请预测菌落的颜色，并分析结果：
① 。② 。
（4）若改用噬菌体为运载体，科学家分别用32P、35S标记噬菌体内的目的基因、外壳，在下图中标记元素32P、35S所在部位依次是
（填图中标号）。
[生物──选修3现代生物科技专题]
应用生物工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题：
（1）①过程用到的工具是 、 、 。
在培育转入生长激素基因牛过程中，要检测受精卵染色体的DNA上是否插入了目的基因可采用 技术，②过程常用的方法是 。③过程采用的技术有 、 。
（2）转人生长激素基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素。在基因表达载体中，人生长激素基因的末端必须含有 。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段，可以采用
和 技术，培育出多头相同的转基因犊牛。受体母牛在接受转人生长激素基因牛胚胎之前须经过 处理，使其具备一定的生理环境。
（3）有人发现prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，Ⅱ最可能是 细胞，Ⅲ代表的细胞具有 的特点。
（4）在抗虫棉培育过程中，④过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞，与采用叶肉细胞相比较，其优点是 ，采用的技术是 。
PCR技术是把一DNA片段在体外酶的作用下，合成许许多多相同片段的一种方法，利用它能快速而特异地扩增任何要求的目的基因或DNA分子片段，它的基本过程如下图所示
图中
表示每次扩增过程中需要的引物（加入足够多）。每个引物含20个核苷酸，并分别与DNA片段两端碱基互补，其作用是引导合成DNA子链，还作为子链的一部分，不会从模板链上脱落下来，
（1）PCR技术的原理是模拟生物体内的 过程。
（2）PCR扩增过程中需要对DNA片段进行高温处理，其目的是 ，此过程在生物体内需 酶的参与，作用部位是DNA的 键。
（3）据图分析，扩增过程中需要的引物有 种，其实质是 ，假如引物都用3H标记，从理论上计算，所得DNA分子中含有3H标记的占 。
（4）假定DNA片段含200对脱氧核苷酸，经3次扩增，从理论上计算还需要提供 个游离脱氧核苷酸。
哺乳动物产生的凝乳酶是一种重要的商用酶。下图是利用生物工程
技术快速生产凝乳酶的过程。请据图分析回答下列问题：
（1）图中的目的基因就是控制 的基因。从生物细胞中直接切取目的基
因所需的酶与切开目的基因载体的酶必须是同种限制性内切酶，这是因为
。
（2）图中的引物是RNA分子片段，由过程②设计该引物的原理依据是
。
（3）过程⑤称为 。过程⑥这项技术全称为 。
（4）过程⑨、⑩属于 工程技术；图中包含多种生物工程技术，其中核
心工程技术是 工程。
过程⑩的基本环节如下图：
酶蛋白沉淀的方法有 ，提纯酶的方法常用 。
（5）目的基因在牛与工程菌中表达的产物是一样的，说明 。
（6）分子进化速率为每改变1%氨基酸需P年, 若人和猪胰岛素同源序列，在总
共m个氨基酸中有n个氨基酸不同，则可推知人和猪的祖先在距今
年前开始分道扬镳。
试题篮
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