回答下列I、II小题
I．“基因敲除”技术（通常叫基因打靶）的出现，可以准确地“敲除”DNA分子上的特定基因，以研究某一基因在生物个体发育和病理过程中的作用，从而为研究基因功能开辟了新途径。该技术的过程大致如下：
第一步：分离胚胎干细胞。从小鼠囊胚中分离出胚胎干细胞，在培养基中扩增。这些细胞中需要改造的基因称为“靶基因”。
第二步：突变DNA的体外构建。获取与靶基因同源的DNA片断，利用基因工程技术在该DNA片段上插入neoR基因（新霉素抗性基因），使该片段上的靶基因失活。
第三步：突变DNA与靶基因互换。将体外构建的突变DNA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，转移到添加新霉素的培养基中筛选培养。
其基本原理如下图所示：
请根据上述资料，回答下列问题：
（1）在上述的“基因敲除技术”中，采用的生物工程技术有 。
（2）“基因敲隙技术”以胚胎干细胞作为对象是因为胚胎干细胞具有____性。
（3）在靶基因中插入neoR基因的目的是 。
（4）基因敲除过程中外源基因是否导入受体细胞，可利用重组基因上的 进行检测。将失活靶基因导入胚胎干细胞的操作完成后，通常需要进行筛选，其原因是 。
（5）假设经过上图表示的过程，研究者成功获得一枚“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞，并培育成一只雌性克隆小鼠，则其一个卵原细胞产生的卵细胞携带neoR基因的概率是__ 。若该克隆雌鼠与普通小鼠交配，理论上该克隆雌鼠产下抗新霉素小鼠与不抗新霉素小鼠的比例为____ 。
II．菜豆种皮颜色由两对非等位基因A（a）和B（b）调控。A基因控制黑色素合成（A—显性基因一出现色素，AA和Aa的效应相同），B基因为修饰基因，淡化颜色的深度（B—显性基因—修饰效应出现，BB使色素颜色完全消失，Bb使色素颜色淡化）。现有亲代种子P1（纯种、白色）和P2（纯种、黑色），杂交实验如右图：
（1）①P1的基因型是____；F1的基因型是__ 。
②F2中种皮为白色的个体基因型有 种，其中纯种个体大约占____。
（2）从F2取出一粒黑色种子，在适宜条件下培育成植株。为了鉴定其基因型，将其与F1杂交，预计可能的实验结果，并得出相应的结论：
①若子代表现为__ __，则该黑色种子的基因型为 。
②若子代表现为_ ___，则该黑色种子的基因型为 。
质粒能成功转入植物细胞，并将质粒上的一部分外源DNA整合到植物的DNA中。 下图表示利用质粒进行转化获得的过程。请据图分析回答：
（1）④过程应用的主要生物技术是 ，该技术的理论依据是 。关键步骤是利用含有一定营养和激素的培养基诱导植物细胞进行 和 。
（2）过程②需要通过 使质粒与目的基因切口黏合。
（3）组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造。下图是天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图（示部分基因及部分限制性内切酶作用位点），据图分析：
①人工改造时，要使抗虫基因表达，还应插入 。
②人工改造时用限制酶II处理，其目的是：第一，去除质粒上的 （基因），保证T—DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长；第二，使质粒带有单一限制酶作用位点，有利于 。第三，使质粒大小合适，可以提高转化效率等。
③若用限制酶I分别切割改造过的理想质粒和带有抗除草剂基因的DNA分子，并构成重组Ti质粒。分别以含四环素和卡那霉素的培养基培养已成功导入抗虫基因的水稻胚细胞，观察到的细胞生长的现象是 。
（4）若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的粘性末端为
序列，则该酶识别的核苷酸序列是 。
（5）过程③可以采用的方法是 。
（6）为了检测通过④过程获得的幼苗是否具有抗除草剂的特性，可采用的方法是 。
苏云金杆菌是一种对昆虫有毒害作用的细菌，其杀虫活性物质主要是一类伴孢晶体蛋白。伴孢晶体蛋白经昆虫肠液消化成毒性肽，并因此导致昆虫死亡。自1993年培育转基因植物抗虫棉成功后，研究者又将抗虫基因成功地导入水稻细胞中。在培育转基因植物的研究中，抗除草剂基因（bar）常作为标记基因。这样培育出来的转基因水稻既能抗虫又能抗除草剂，便于田间管理。图为获得转基因水稻的技术流程，请据图回答：
（1）水稻细胞的基因结构与苏云金杆菌有所不同，其主要特点是 。
（2）要获得该抗虫基因，可采用 、 等方法。
（3）假如运载体被切割后，得到的分子末端序列为
则能与该运载体连接的抗虫基因分子末端序列是 。
（4）C过程的水稻细胞经过 形成愈伤组织。培养基中除了含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入 。该培养基从用途上看属于 。
（5）如果抗虫基因在水稻细胞中成功表达，请用中心法则形成表示该基因的表达过程。
（6）种植上述转基因植物，它所携带的目的基因可能通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”。如果把目的基因导入叶绿体DNA中 ，就可以避免“基因污染”，原因是
。
水稻种子中70%的磷以植酸形式存在，植酸容易与蛋白质结合排出体外，是多种动物的抗营养因子，而植酸酶可降解植酸。科学家研究发现酵母菌中含有植酸酶，设想将酵母菌的植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题：
（1）图中基因组文库 cDNA文库（填“大于”或者“小于”），B过程需要的酶是 。
（2）为获得大量的目的基因，可以用 技术进行扩增，其原理是 ，该过程中需要以图中的 或 为模板，所用酶的显著特点是 。
（3）植酸酶基因能在水稻体内稳定遗传的关键是 ，可以用 技术进行检验。科学家想获得活性更高的植酸酶，首先要设计预期 ，再推测应有的氨基酸序列，最终对 进行修饰，这是基因工程的延伸----蛋白质工程。
（4）植物基因工程硕果累累，请列举出两方面的应用
① ；
② 。
cry是能编码一种毒蛋白的抗虫基因。研究人员将cry基因转入水稻的核基因组中，构建并选育出一株抗虫水稻。请回答：
(1) 要确定水稻染色体数目和形态特征的全貌，即染色体 型，可对处于有丝分裂 期的水稻染色体进行配对、分组和排队。要确定cry基因是否已在水稻细胞中表达，可用带荧光标记的毒蛋白抗体进行检测，如在细胞的 部位出现荧光，说明毒蛋白已被成功翻译。翻译时，氨基酸由对应的tRNA携带加到肽链上，直至核糖体到达mRNA上的 ，多肽合成结束。
(2) 将得到的转基因水稻在一相对封闭的环境中进行自交，发现从第6代开始水稻的抗虫能力逐代下降，推测昆虫主要是通过基因突变或 获得了对毒蛋白的解毒能力。经20代种植后，发现田间某些杂草也获得了抗虫能力，推测
这些杂草主要是通过 获得了抗虫基因。
(3) 已知不抗倒伏（A）对抗倒伏（a）为显性，抗虫（B）对不抗虫（b）为显性。上述各代水稻均不抗倒伏且水稻中的毒蛋白含量基本相同，则该水稻抗虫基因的基因型为 。现欲以该不抗倒伏抗虫水稻为一亲本，抗倒伏不抗虫水稻为另一亲本，用单倍体育种法选育抗倒伏抗虫品种，请用遗传图解表示选育过程，并作简要说明。
水稻种子中70％的磷以植酸形式存在。植酸易同铁、钙等金属离子或蛋白质结合排出体外，是多种动物的抗营养因子，同时，排出的大量磷进入水体易引起水华。
（1）磷元素除了形成植酸外，还可以出现在下列________分子或结构中（多选）。
| A．核糖 | B．ATP | C．核糖体 | D．核膜 |
（2）酵母菌中植酸酶的活性较高。下图是从不同类型酵母菌的发酵液中提取植酸酶的工艺流程。据图回答：
①植酸酶_________（Ⅰ/Ⅱ）属于分泌蛋白。
②若植酸酶Ⅰ和Ⅱ的肽链组成不同，其差异体现在
______________________。
③提纯的植酸酶需做活性条件测定。下图为测定结果。
图中的自变量可为____________________（答一种）；
因变量可以通过测定____________________来表示。
（3）已获得的转植酸酶基因水稻品系植酸含量低，但易感病，下图为选育低植酸抗病水稻品种的过程。图中两对相对性形状分别由两对基因控制，并独立遗传。
采用上图育种过程，需从 代开始筛选，经筛选淘汰后，在选留的植株中低植酸抗病纯合体所占的比例是______。选留植株多代自交，经筛选可获得低植酸抗病性状稳定的品性。
水稻种子中70％的磷以植酸形式存在。植酸易同铁、钙等金属离子或蛋白质结合排出体外，是多种动物的抗营养因子，同时，排出的大量磷进入水体易引起水华。
（1）磷元素除了形成植酸外，还可以出现在下列________分子或结构中（多选）。
| A．核糖 | B．ATP | C．核糖体 | D．核膜 |
（2）酵母菌中植酸酶的活性较高。下图是从不同类型酵母菌的发酵液中提取植酸酶的工艺流程。据图回答：
①植酸酶_________（Ⅰ/Ⅱ）属于分泌蛋白。
②若植酸酶Ⅰ和Ⅱ的肽链组成不同，其差异体现在
______________________。
③提纯的植酸酶需做活性条件测定。下图为测定结果。
图中的自变量可为____________________（答一种）；
因变量可以通过测定____________________来表示。
（3）已获得的转植酸酶基因水稻品系植酸含量低，但易感病，下图为选育低植酸抗病水稻品种的过程。图中两对相对性形状分别由两对基因控制，并独立遗传。
采用上图育种过程，需从 代开始筛选，经筛选淘汰后，在选留的植株中低植酸抗病纯合体所占的比例是______。选留植株多代自交，经筛选可获得低植酸抗病性状稳定的品性。
美国及日本两个研究团队的报告中证实皮肤细胞经过“基因直接重组”后可以
转化成为具有胚胎细胞特性的细胞。这项发现一方面解决了利用胚胎进行干细胞研究的道德
争议，另一方面也使得干细胞研究的来源更不受限。请回答下列有关胚胎工程的若干问题。
（1）人类的胚胎发育过程中，细胞分化开始于 阶段。
（2）胚胎工程中的胚胎移植实际上是生产胚胎的 和孕育胚胎的 共同
繁殖后代的过程。其生理学基础主要有哪些？ 、 （至少答出两点）。
（3）美日科学家利用病毒分别将四个基因导入皮肤细胞，促使普通的皮肤细胞产生变化，
最后成为带有胚胎干细胞性质的细胞。在基因工程中，这四个基因称为 ，在基因工
程中常用的工具酶有 。
（4）在胚胎工程中可以利用连续胚胎细胞核移植的方式培育动物，该技术的优点是
。
生物——选修3 现代生物科技专题
干扰素在人体中是由免疫细胞合成并分泌的一种糖蛋白，几乎能抵御所有病毒引起的感染。传统生产方法成本高，产量低，获得的干扰素在体外不易保存。用生物技术手段可以解决这些问题。请回答相关问题。
（1）利用基因工程生产干扰素，过程是：
①从健康人体外周静脉血分离能合成干扰素的免疫细胞，从中提取 ，经反转录获取目的基因，此过程需要的原料是 。
②用限制酶处理载体和目的基因后，用 酶处理，形成重组载体，该载体的化学本质是 。
③若选择大肠杆菌作为受体细胞，常用的转化方法使用 处理，使其成为 ，一定温度作用下完成转化。
④在培养液中培养一段时间后，离心后取 （上清液/菌体），经进一步处理获得产物，进行产物鉴定时可采用 技术。
（2）利用蛋白质工程对干扰素进行改造，基本途径是：
预期蛋白质功能→ → →找到对应的脱氧核苷酸序列。
（3）利用细胞工程生产干扰素，思路是：
将相应免疫细胞和瘤细胞融合，筛选 细胞，经细胞培养可获得大量干扰素。
2007年11月20日，美、日两国在《科学》和《细胞》两份顶级学术期刊上发表研究成果：将人体皮肤细胞改造成可以分化为多种细胞的“万能细胞”。下图是“万能细胞”的诞生过程，图中OCT4、SOX2、NANOG和LIN28是在胚胎干细胞中能高度表达并决定其“全能性”的四个基因，将改造后的“万能细胞”植入小鼠身体上，植入的细胞长成了“肿瘤”，“肿瘤”中出现了神经、骨骼、肌肉等多种类型的细胞。请据图回答下列问题：
（1）胚胎干细胞又称ES细胞，是由___________________中分离出来的一类细胞，如果胚胎发育到了囊胚期，这时的__________________细胞就是ES细胞。
（2）胚胎干细胞在功能上具有发育的_______________。
（3）图中逆转录病毒的作用是________________________，过程③利用了逆转录病毒的_________________特性。
（4）万能
干细胞经体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，这样培育的特殊细胞或器官移回病人体内与异体器官移植相比，最大的优点是___________________________。
（5）请说出一种胚胎干细胞的应用____________________________________________。
水稻种子中70％的磷以植酸形式存在。植酸易同铁、钙等金属离子或蛋白质结合排出体外，是多种动物的抗营养因子，同时，排出的大量磷进入水体易引起水华。为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程。
据图回答：
（1）图中基因组文库____________（小于/等于/大于）cDNA文库。
（2）B过程需要的酶是______________；A、C过程中_____________（可以/不可以）使用同一种探针筛选含目的基因的菌株。
（3）目的基因Ⅰ和Ⅱ除从构建的文库中分离外，还可以分别利用模板直接进行 扩增，该过程中所用酶的显著特点是 。
（4）将目的基因导入水稻细胞最好选用的方法是 。
阅读材料，回答下列问题：
材料 花粉粒通道法是指将毒素蛋白基因利用植物受精后花粉萌发形成的花粉管通道，导入胚囊，转化尚不具备细胞壁的卵细胞、合子或早期胚胎细胞，借助天然的种胚系统，形成含有目的基因的种胚。
（1）利用花粉粒通道法将毒素蛋白基因导入棉花细胞，此过程是基因工程操作“四步曲”的 环节。为减少获得目的基因的工作量和盲目性，获得此目的基因时，应尽量采用 的方法。
（2）抗虫棉发育的起点是 ，检测目的基因是否表达的方法是 。
I下图为酵母菌体内合成某些氨基酸的途径，请分析回答：
①酵母菌在营养丰富、氧气充足、条件适宜时以 生殖方式快速增殖。在酵母菌进行有氧呼吸时，丙酮酸的进一步分解发生在 中。
②当氨基酸丁和丙都过量时，酶d活性发生改变的主要原因是
。若氨基酸丙单独过量时，酶d的活性不受影响，那么利用该酵母菌来大量合成氨基酸丙，可采取的措施是将其进行诱变处理，选育出不能合成酶 的菌种。
II抗生素主要通过干扰细菌等病原微生物的代射过程而影响其形态结构或生理功能，从而达到抑杀病原体的目的。请根据所掌握的生物学知识回答下列问题：
（1）青霉素是抗生素中的一种，常用作由细菌引起的炎症的消炎药。它抑杀细菌的原理是：抑制细菌细胞壁的形成。与细菌基因相比，青霉素基因的结构有何不同？
。
（2）若要使实验鼠自身能够产生青霉素，必须将青霉菌控制青霉素合成的基因选作目的基因，并通过基因工程手段，将该目的基因转移到实验鼠的受精卵细胞核内，要将该受精卵培养成实验鼠，还必须将该受精卵经适当培养后，转移到一只雌鼠子宫内，这种技术称为
。
（3）青霉菌是真菌，实验鼠是哺乳动物，但青霉素基因却能转移到实验鼠体内并得到表达。这一事实说明了 。
（4）已知该目的基因上有一个碱基对（A—T）发生了替换，但它被转移到实验鼠体后，仍然表达出了青霉素，请你从分子水平对此作出三种合理的解释：
① 。
② 。
③ 。
下图表示利用基因工程培育抗虫棉过程的汞意图。请据图回答下列有关问题：
（1）分离[①]操作所用目的基因主要有两条途径：一条是 ，另一条是 。完成[①]操作所用的工具酶是 。
（2）为了完成[②-j操作，经常借鉴土壤农杆菌侵染细胞的途径，这时需要用特定化学物质处理细菌，目的是 。
（3）[③]操作可以快速得到大量棉植株，其所用技术的原理是 。为了检验目的基因是否导入，在进行[③]操作时需配置合适的培养基，其中除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入 。
（4）在做抗虫棉试验时，已经检测出棉的植株中含有抗虫基因，但让棉铃虫食用棉的叶片时，棉铃虫并没有被杀死，这说明________。为此，科学家对棉植株中的抗虫基因进行了修饰，结果食用了棉叶的棉铃虫中毒死亡了，从变异类型分析，这种对抗虫基因的修饰属于______。
下图为培育转基因小鼠的部分过程示意图。请回答下列问题：
（1）若需在短时间内获得较多的外源基因，通常采用 ▲ 技术。
（2）图中的A细胞通常为 ▲ 细胞，将外源基因导入该细胞常用的方法是 ▲ 。
（3）仔鼠出生后可用其尾巴进行DNA检测，通过 ▲ 方法，检测出携带外源基因的小鼠。至于外源基因是否合成相应的蛋白质，可从转基因小鼠中提取蛋白质，并用相应的抗体进行 ▲ 杂交，若有杂交带出现，则表明小鼠体内的外源基因 ▲ 。
（4）在外源基因导入小鼠的A细胞时，外源基因可能随机地插入到该细胞的DNA中。这些细胞有的能发育成转基因小鼠，有的却死亡。请分析外源基因插入后导致有些A细胞死亡的最可能原因 ▲ 。
试题篮
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