下图为三种质粒和一个含目的基因的片段的示意图。图中Ap为氨苄青霉素抗性基因，Tc为四环素抗性基因，lacZ为蓝色显色基因，EcoR Ⅰ（0.7Kb）、PvuⅠ（0.8 Kb）等为限制酶及其切割的位点与复制原点的距离，1Kb=1000个碱基对长度。请据图回答：
（1）质粒A、C不能作为目的基因运载体的理由分别是 、 。
（2）将图中的目的基因与质粒B进行重组，需要用到 酶和DNA连接酶。
（3）基因工程中检测筛选含有目的基因的重组质粒是一个重要的步骤。现运用 酶切质粒，完全酶切后进行电泳观察，若出现长度为1.1kb和 kb，或者 kb和 kb的片段，则可以判断该质粒已与目的基因重组成功（重组质粒上目的基因的插入位点与EcoRⅠ的识别位点之间的碱基对忽略不计）。
(9分)下图是利用现代生物技术改良草莓品系的过程，据图回答下列问题：
(1)将野生绿色草莓的叶片离体组织培养成四倍体试管苗的过程，体现了植物细胞的 性，此过程中秋水仙素的作用机理是 。
(2)欲获得抗虫草莓可从蛋白酶抑制剂基因、生长素诱导基因中选择 作为目的基因，要鉴定草莓的抗虫性，从个体水平上可采用 实验。
(3)Ⅱ过程常规方法是采用杂交育种，从生殖方式上分析，Ⅱ过程属于 生殖；从细胞分裂方式上分析，Ⅱ过程中进行了 分裂；Ⅱ过程还可先用花药离体培养分别获得抗虫草莓和凤梨草莓的 ，再用 技术获得同时具凤梨风味和抗虫特性的六倍体草莓，该技术常用的酶有 。
(9分)(2014·珠海一模)蛋白质工程被称为第二代基因工程,目前已成为研究蛋白质结构和功能的重要手段。如图为蛋白质工程的流程图(自右向左),请据图回答以下问题:
(1)与基因工程相比较,蛋白质工程产物具备的特点是: 。
(2)图中的步骤①和②分别为 、分子设计。
(3)如果已知mRNA的碱基序列是-A-U-C-C-A-G-G-U-C-,要合成对应的DNA,需要的原料是四种 ,所用的酶是 ；合成DNA的对应碱基对序列是 。
(4)由图可知,要改造蛋白质结构,最终是通过改造基因来实现的。请说明原因: 。
(5)从以上流程图可以看出,蛋白质工程是以 为基础并延伸出来的包含多学科的综合科技工程领域。
下图为三种质粒和一个含目的基因的片段的示意图。图中Ap为氨苄青霉素抗性基因，Tc为四环素抗性基因，lacZ为蓝色显色基因，EcoR Ⅰ（0.7Kb）、PvuⅠ（0.8 Kb）等为限制酶及其切割的位点与复制原点的距离，1Kb=1000个碱基对长度。请据图回答：
（1）质粒A、C不能作为目的基因运载体的理由分别是 、 。
（2）将图中的目的基因与质粒B进行重组，需要用到 酶。如果是两两重组，可能有 种长度的重组结果，。
（3）基因工程中检测筛选含有目的基因的重组质粒是一个重要的步骤。现运用 酶切质粒，完全酶切后进行电泳观察，若出现长度为1.1kb和 kb，或者 kb和 kb的片段，则可以判断该质粒已与目的基因重组成功（重组质粒上目的基因的插入位点与EcoRⅠ的识别位点之间的碱基对忽略不计）。
(11分)阅读如下资料:
资料甲:科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中,得到了体型巨大的“超级小鼠”;科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。
资料乙:T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造,使其表达的T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,提高了T4溶菌酶的耐热性。
资料丙:兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体,科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙体内,成功产出兔甲的后代,证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。
回答下列问题。
(1)资料甲属于基因工程的范畴。为了获得目的基因的大量拷贝，需要通过 技术来扩增目的基因；将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用 法。在培育有些转基因植物时,常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是 。
(2)资料乙中的技术属于 工程的范畴,该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对 进行改造,或制造一种 的技术。在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的 序列发生了改变。
(3)资料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到 种的、生理状态相同的另一个雌性动物体内,使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中,兔甲称为 体,兔乙称为 体。
Ⅰ人类的苯丙酮尿症是一种单基因遗传病，患病的原因之一是患者体内苯丙氨酸羟化酶基因发生了改变，该基因的模板链局部碱基序列由GTC突变为GTG，使其编码的氨基酸由谷氨酰胺变成了组氨酸，导致患者体内缺乏苯丙氨酸羟化酶，使体内的苯丙氨酸不能正常转变成酪氨酸，而只能转变成苯丙酮酸，苯丙酮酸在体内积累过多就会损伤婴儿的中枢神经系统。请分析回答下列问题：
（1）苯丙酮尿症是由于相应基因的碱基对发生了________________而引起的一种遗传病。
（2）从上述材料分析可知，编码谷氨酰胺的密码子为________________。
（3）以下为某家族苯丙酮尿症（设基因为B、b）和进行性肌营养不良病（设基因为D、d）遗传家系图，其中II4家族中无进行性肌营养不良的致病基因。
① Ⅲ4的基因型是 ；II1和II3基因型相同的概率为_______。
② 若Ⅲ5的性染色体组成为XXY，那么产生异常生殖细胞的是其____________（填“父亲”或“母亲”）。
Ⅱ下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程设计图解。请据图回答：
（1）图中②所示的细胞是________。
（2）图中③、④所示的生物工程技术分别是________、________。
（3）过程④的完成需要用到的基因操作工具有____________________。
（4）图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是________________。
Ⅲ (8分)经研究发现卡那霉素能引起野生型苎麻植株（2N）黄化，育种专家向野生型苎麻的核基因组中随机插入已知序列的sDNA片段（含卡那霉素抗性基因），通过筛选得到突变体Y，sDNA片段的插入使基因A的功能丧失，从突变体的表现型可以推测野生型基因A的功能。
（1）将突变体自交所结的种子用75%酒精消毒处理30s后，接种在含有卡那霉素的培养基中，实验设置3个重复组，在适宜条件下光照培养。一段时间后若培养基上有 色幼苗，则可确定苎麻植株的DNA中含有sDNA片段。
（2）育种专家进一步设计杂交实验以检测突变体Y产生的 ，实验内容及结果见下表：
| 杂交亲本 |
含卡那霉素培养基中的实验结果 |
| 突变体Y（♀）×野生型（♂） |
绿色∶黄色=1∶1 |
| 突变体Y（♂）×野生型（♀） |
黄色 |
由实验结果可知， sDNA片段插入引起的变异会导致 致死，进而推测基因A的功能与 有关。
雌雄同株植物拟南芥是遗传学研究的常用材料，野生型拟南芥的种皮为褐色（AA），突变型的种皮为黄色（aa）。某科研小组利用转基因技术，将萝卜体内的一个A0基因（控制红色种皮）定向插入野生型拟南芥的M基因中（M基因与种皮颜色无关，A基因和M基因在染色体上的位置关系如右图），通过培养获得转基因植株X。
（1）基因工程的操作过程中，萝卜A0基因与运载体DNA用同种________________酶切割后，黏性末端可以相互黏合，这种黏合只能使__________________连接起来。
（2）转基因植株X产生配子的过程中，四分体时期含有_________个A0基因，A0基因与正常M基因的分离发生在______________________________期。
（3）研究发现a基因是A基因发生一个碱基对的替换后形成的，这种变异称___ _ ___。基因表达时，以DNA一条链为模板合成mRNA的过程称为___ ___。若A基因形成的mRNA末端序列为“-AGCGCGACCAGACUCUAA-”，且A比a多编码2个氨基酸，由此可知，突变后替换位置的碱基对是___________（起始密码位置相同，UGA、UAA为终止密码）。
（4）研究人员进一步研究发现，A0基因插入M基因中会导致M基因功能丧失。为了推测M基因的功能，研究人员利用转基因植株X设计了如下的实验：
由实验结果推测，植株X产生的雄配子所含控制种皮颜色的基因是__________，进而推测基因M的功能可能与__________________________有关。A0基因相对于A基因为__________性，若植株X自交，子代中红色种皮植株所占的比例__________。
（5）拟南芥的叶片正常对叶片卷曲为显性，叶形与种皮性状独立遗传。转基因植株X叶片卷曲，用它做母本与纯合叶片正常的突变型植株杂交得到F1，再将F1中红色种皮植株自交得到F2，F2中表现型为红色种皮正常叶的植株所占的比例是________。
请分析回答下列关于基因工程的问题：
某种大肠杆菌的质粒中含有β-半乳糖苷酶α片段序列（图4），大肠杆菌的DNA分子中则含有β-半乳糖酶ω片段序列（图3），由于天然大肠杆菌同时具备这两种片段序列，可以使培养基中含有X-gal底物转变成蓝色产物，当缺少任意一个α或ω片段序列，X-gal底物不能转变成蓝色产物。HindⅢ、 EcoRI、BamHI分别为三种限制性内切酶，下图5中箭头所指为三种限制酶的切点。
（1）要能筛选出转基因菌种，应选用的限制性内切酶是 ，选择的依据是 。
（2）控制F8的基因也可以通过人体细胞相应的mRNA来合成，该合成的过程称为 。如果F8基因表示人生长激素基因，则相应的mRNA可以从人体 （下丘脑细胞/垂体细胞/下丘脑和垂体细胞/所有体细胞）中获取。
（3）重组质粒形成与否需要鉴定和筛选，方法是将重组质粒的DNA分子导入大肠杆菌，通过含抗生素的培养基进行培养，观察大肠杆菌的生长、繁殖情况进行判断，如下图。
在筛选时应该先用选择培养基 （A/B）。
（4）将经转基因技术处理过的质粒导入大肠杆菌后，再将大肠杆菌接种到含有X-gal底物的培养基培养一段时间后，培养基中出现较多的蓝色菌落，这是因为 。
（5）控制F8的基因能在大肠杆菌细胞内得到表达，其遗传学基础是 。
（6）如果控制F8的基因长度为3000碱基对(bp)，用限制性核酸内切酶酶切后进行凝胶电泳，使降解产物分开。用酶A单独酶切，结果如下图l。用 酶B单独酶切，结果如下图2。用酶A和酶B同时酶切，结果如下图3。请画出该基因同时用酶A和酶B酶切时的作用位点示意图（并标注好酶切后碱基片断的长度）： 。
回答下列有关生物工程的问题。（10）
Ⅰ、生物工程是改造生物的结构与功能的主要手段。生物工程的四个主要领域并不是各自独立的，而是相互联系、相互渗透的。它们之间的关系示意如下图：
（1）人类最早运用的生物工程技术是 。图中编号①指的是 。请列出图中编号②工程在生产生活实践中的两个应用实例 。
（2）筛选抗癌药物经常要运用 技术。单克隆抗体的生产过程利用了生物工程中的
技术。
Ⅱ、生物工程中的核心技术是基因工程。下图是利用基因工程方法生产人生长激素的示意图。根据下图回答问题（限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端均不相同）：
（3）过程②必需的酶是__________________酶，过程④必需的酶是_________________酶。
（4）为了使目的基因和质粒B定向连接并且有利于受体细胞的筛选，酶1是___________。
（5）如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同时对重组质粒C进行切割，假设同时只有任意两个位点被切断且每次机会相等，则形成含有完整四环素抗性基因的DNA片段的概率是____________。
（6）作为受体的大肠杆菌细胞内，应不含__________________基因，以利于筛选出含重组载体的受体菌。
[生物——选修3：现代生物科技专题]请回答下列有关生物工程的问题：
（1）用基因工程的方法提高绵羊的生长速率，可将人的生长素基因导入绵羊的 中，或导入通过
技术形成的重组胚胎中，在体外培养到 期，移入绵羊的子宫内。若要获得同卵双胎或多胎的个体，则应采用 技术和 技术，后者也是胚胎工程的最后一道“工序”。
（2） 技术是单克隆抗体技术的基础。制备单克隆抗体过程，选出的杂交瘤细胞具备
的特点。单克隆抗体与常规的血清抗体相比，最大的优越性是 。
(12分)【生物——现代生物科技专题】我国目前临床使用的乙肝疫苗大多为基因工程疫苗，其有效成分是乙肝表面抗原蛋白。下图是将乙肝表面抗原基因转移到烟草细胞内生产乙肝疫苗的示意图，请据图回答：
(1)过程①表示_________。为了使目的基因正常表达，其首端必须有______识别和结合的部位。若限制酶切出了平末端，要选择___________进行连接。
(2)目的基因通过过程②进入农杆菌细胞内，并在农杆菌细胞内维持稳定和表达的过程称为___________。
(3)将乙肝表面抗原基因导入烟草细胞的方法称为________________。
(4)将乙肝表面抗原基因导入烟草细胞后，需要进行基因的检测与鉴定：首先检测____是否插入了乙肝表面抗原基因；其次检测_____是否转录出相应的mRNA；最后检测乙肝表面抗原基因是否翻译出乙肝表面抗原蛋白，检测的方法是____________。
【生物—选修模块3:现代生物科技专题】人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大，通常从人血中提取。但由于艾滋病病毒等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。如果应用现代生物科学技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求。下图是利用牛奶乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据下图回答：
(1)以上过程中涉及到的现代生物技术，属于细胞水平的有：_______________。
(2)在基因工程中，我们称①为目的基因，获取目的基因时用到的工具酶是_______________。检测目的基因是否插入到受体基因组DNA中的具体方法是：用_______________作探针，使探针与_______________进行分子杂交，若显示出_______________，则表明插入成功。
(3)从③到④的过程中一般利用未受精的卵细胞去核作为受体细胞而不用普通的体细胞的原因是__________________、_______________________________。
(4) ⑧是⑦生出的后代，那么⑧的遗传性状和_______（填图中序号）最相似，为什么？____________。
(5)在转基因生物的应用中，我们可以利用⑧大批量生产血清白蛋白，因此⑧被称为_________。
动物基因工程最令人兴奋的应用是建立生物反应器来生产重要医药产品。抗凝血酶Ⅲ蛋白是一种血浆糖蛋白，临床上主要用于血液性疾病的治疗。下图为培育转基因奶牛获得抗凝血酶Ⅲ蛋白的流程图。请回答下列问题：
（1）短时间内大量扩增抗凝血酶Ⅲ蛋白基因经常采用 技术。过程①是将抗凝血酶Ⅲ蛋白基因导入受精卵，该过程常用的方法是 。
（2）过程②包括 技术和 技术；为获得多只与该转基因奶牛遗传物质相同的牛犊，在过程②还可使用 技术。
（3）若要检测牛奶中是否含有抗凝血酶Ⅲ蛋白，可采用 技术。
（4）如果检测发现抗凝血酶Ⅲ蛋白基因被成功导入了受精卵，但却没有检测到抗凝血酶Ⅲ蛋白的存在，那应该考虑分别位于目的基因首端的 和末端的 没有设计好，应从这方面进一步改善。
【生物—选修3：现代生物科技专题】请回答下列有关胚胎工程和基因工程方面问题：
（1）目前，科学家通过细胞核移植实验，培育出多种哺乳动物新类型。在哺乳动物的核移植实验中，一般通过 （物理方法）将受体细胞激活，使其进行细胞分裂并发育，当胚胎发育到 阶段时，将胚胎植入另一雌性（代孕）动物体内。
（2）在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行 处理。另外，培养的卵母细胞需要发育至 ，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。
（3）利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于利用胚胎细胞进行核移植的原因是 。
（4）若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、 、终止子、标记基因和复制原点等。目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的 （填“受精卵”或“乳腺细胞”），导入方法是 。
【生物——选修模块3：现代生物科技】中国器官捐献与移植委员会要求，2015年1月1日起，我国全面停止使用死囚器官，公民自愿捐献成为器官移植供体的唯一来源。人体移植器官短缺是一个世界性难题。科学家想通过生物工程技寻求可替代的移植器官。回答下列相关问题：
（1）科学家正试图利用基因工程方法对小型猪的器官进行改造，采用的方法是将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制 的表达，再通过无性繁殖，培育出无免疫排斥反应的移植器官。此过程可能用到的生物工程技术有： （写出至少三种）。
（2）胚胎移植前，首先要对受体母猪进行 处理，以保证其生殖器官的生理环境适合胚胎发育。将发育至 时期的胚胎，植入受体母猪体内，还需要对受体母猪进行 检查，来确定移植是否成功。
（3）一部分科学家提出，可以通过对患者进行体细胞核移植，培养成胚胎。再从 中分离出胚胎干细胞，利用 将胚胎干细胞定向诱导成特定器官，进行移植。这一过程属于 克隆，中国政府不反对此种克隆技术。
试题篮
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