[生物─选修3现代生物技术专题]
资料一：华中农大的水稻（2N=24）科研团队从本世纪初就开始提出“少投入、多产出、保护环境”的水稻“第二次绿色革命”战略目标，构想通过整合目前国内外最新的水稻分子生物学的研究成果，采用现代生物技术与传统育种手段相结合的策略，对水稻抗病虫、抗旱抗逆、营养高效利用、高产、优质等五大性状进行全面改良，培育水稻新品种“绿色超级稻”。
据张启发院士介绍，“绿色超级稻”的基本目标是在不断提高产量、改良品质的基础上，实现基本不打农药、显著少施化肥、节水抗旱。它可有效缓解我国经济快速发展对资源的需求与环境可持续发展的尖锐矛盾，促进我国农业产业化结构调整和升级。2001年，中国科学家成功完成世界上第一张籼稻全基因组物理图谱；2005年，有三位科学家分别从不同层面和角度思考了同一个问题，即“水稻育种的长远、可持续发展”。现在“绿色超级稻”的育种工作正在进行中。
（1）所谓的传统育种方法是指： ， ， 。按张教授的设想，所要选用的现代生物技术很可能是 ，这项技术的最大优势是能 。
（2）若对水稻基因组测序，要测13条染色体上的基因序列？ （对，不对）。
资料二：2009年10月，我国自主研发的转基因抗虫水稻“华恢1号”获得农业部颁发的安全证书。下图表示该抗虫水稻主要培育流程，据图回答：
（3）④过程应用的主要生物技术是 。
（4）杀虫基因（crylA）是人们根据几种Bt毒蛋白的分子结构，设计并人工合成的，这属于 工程技术范畴。
[现代生物科技专题]
2007年诺贝尔生理学或医学奖授予在“基因靶向”技术方面作出突出贡献的三位科学家。借助这一技术，科学家可以用小鼠进行实验，使其体内的某项特定基因丧失功能，以帮助人们找到治疗疾病的有效方法。下面是该实验的基本过程，请回答有关问题。
（1）获得胚胎干细胞(ES细胞)。实验一般采用ES细胞（或受精卵）作为目的基因的受体细胞，这是因为ES细胞易表现出______________。举出一例获取Es细胞的常用方法： 。
（2）获取目的基因。为了提高实验成功率，还需要通过PCR技术扩增目的基因。与体内DNA复制相比，PCR反应体系需加入哪两种特别的物质?
（3）将基因表达载体导入ES细胞，从中筛选出成功发生了同源重组的ES细胞，然后培育出小鼠。由ES细胞培育出小鼠的过程中，需要用到早期胚胎培养技术和 技术。（4）通过检测目的基因是否表达出蛋白质产品，可以确定该小鼠体内是否成功发生了基因的同源重组。这种检测方法是 。
糖尿病是一种常见病，且发病率有逐年增加的趋势，以致西方发达国家把它列为威胁人类健康的第三号“杀手”。目前对糖尿病的治疗，大多采用激素疗法，该激素过去主要从动物（猪、牛）中得到。自从70年代基因工程发展起来后，人们开始采用这种新技术生产，其操作的基本过程如图所示。（1～7代表某生理过程，a～g代表细胞或结构）
（1）2过程需要用工具是 ，4过程需要用工具是 。
（2）已知g代表的胰岛素分子是由51个氨基酸分子构成的蛋白质，具有两条肽链，控制合成g的基因至少有 个含氮碱基（不考虑终止密码子）。
（3）b细胞是 ，d基因与人体内胰岛素基因的区别是 。
（4）在功能上与g物质有拮抗作用的是 。
请利用遗传学和生物进化知识回答下列有关金鱼的问题。
（1）实验证明，任何一种金鱼都可以与野生鲫鱼杂交，其后代都能正常繁殖，说明金鱼与野生鲫鱼之间不存在________________现象。
（2）金鱼的每一种变异性状（如透明鳞、龙眼），最初都来自于________________。
（3）金鱼的性别决定属于XY型。金鱼育种专家培育出了名为“蓝剑”的新品种，只有雄鱼表现出该品种特有的性状。经检测该品种雄性金鱼性染色体组成为XYY，则该新品种产生有可能是亲本中_____________个体在减数分裂第______次分裂中遗传物质分配异常所造成的。与基因突变不同的是这种变异可以通过____________检验。
（4）现有基因型为AaBb的雌性金鱼（两对非等位基因位于非同源染色体上）与另一雄性金鱼杂交：
①若子代中A_：aa=3：1，B_：bb=1：1，则另一雄鱼的基因型为____________；
②若子代中雌鱼全部表现为B_，雄鱼既有表现为B_又有表现为bb的，则基因B位于____________染色体上。
（5）金鱼的个体一般比较小，要获得体型较大的“超级鱼”，方法之一就是通过转基因技术培养，一般可采用________技术将外源DNA分子转移到________________（细胞）中。
科学家通过探究DNA载体途径的RNA干扰技术抑制端粒酶的活性来抑制肿瘤细胞生长增殖，以寻找一种抑制肿瘤细胞的新途径。
方法思路：
①构建干扰质粒______________（插入针对人端粒酶逆转录酶亚基（hTERT）的mRNA的干扰序列）和对照质粒PSG-CTR（插入不针对人体任何mRNA序列的对照组序列）。
②并将空质粒PSG（不含目的基因）、干扰质粒PSG-AS和对照质粒分别转染肝癌细胞。
③一段时间后观察检测细胞________________________。计算细胞凋亡率，绘制肝癌细胞生长曲线。结果如下图：
请回答：
（1）完成实验步骤中的空格：
①______________________ ②________________________________________。
（2）在构建质粒时，要将质粒导入大肠杆菌细胞并用___________培养基进行筛选鉴定，然后再提取。因此，在构建的表达载体质粒上必须含有________________。
（3）端粒酶可以通过以自身的_________为模板，__________为原料来合成端粒DNA。
（4）分析实验结果，得出实验结论：
______________________________________________________________________。
[生物
选修3现代生物科技专题]
绿色荧光蛋白转基因克隆猪具体培育过程如下图所示，请据图回答问题。
（1）从图中可以分析出，该克隆猪的培育过程涉及的现代生物技术除了基因工程和胚胎工程外，还有 。
（2）B过程中，将绿色荧光蛋白基因导入成纤维细胞最有效的方法是 。在导入之前，需要先将目的基因与载体结合以构建 ，这一过程需要的主要工具包括 。为了检测目的基因是否成功插入受体细胞的染色体DNA上，需要采用 技术进行分子检测。
（3）得到早期胚胎后，可通过 技术以获得更多的转基因克隆猪。为了给早期胚胎移入受体提供相同的生理环境，在H过程之前需要对代孕母猪进行 处理。早期胚胎能够在代孕母猪体内存活的生理学基础是 。
（4）培育绿色荧光蛋白基因克隆猪的遗传学原理是 。
（5）图中决定克隆猪性别的生物个体是 。
（6）在治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织和器官可以作为异种移植的供体，此外，随着组织工程技术的发展，通过 细胞体外诱导分化，也可培育出人造组织器官，从而解决目前临床上存在的供体器官不足的问题。这种细胞是由 中分离培养出来的。
下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答：
（1）在基因工程中，A表示目的基因，如果直接从苏云金芽孢杆菌中获得抗虫基因，①过程使用的酶所具备的特点是
（2）B→C为转基因绵羊的培育过程中，其中④用到的生物技术主要有_______________和______________。
（3）B→D过程中，若使用的棉花受体细胞为体细胞，⑤表示的生物技术是________________。要确定目的基因（抗虫基因）导入受体细胞后，是否能表达，需进行检测和鉴定，请写出在个体水平上的鉴定过程：________________________________。
科学家从预期人的生长激素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了双链DNA片段，获得双链DNA。科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的质粒进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。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)建构基因表达载体时，必须有启动子、目的基因、终止子以及 。
（2）为便于重组和筛选，图中的目的基因需用 切割，质粒需用 切割。
(3)将基因表达载体导入细菌B之前，要将细菌B放入一定浓度的CaCl2溶液中处理，使之成为
的细菌。
(4)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，能够生长的，说明已导入了
，反之则没有导入。
（5）上述制备人的生长激素，运用的现代生物工程技术是 。
干扰素能抵抗所有病毒引起的感染，对治疗癌症及白血病也有一定疗效。传统的干扰素生产方法是从人的淋巴细胞中提取，每升人的血液只能提取0.05
干扰素。科学家用基因工程方法在酵母菌细胞内获得了干扰素(下图所示)，请据图回答有关问题：
(1)图中过程a需要的物质是 。
(2)过程b需要的物质是 ，若此过程中干扰素基因的黏性末端是
，则质粒上与之相对应的黏性末端是 。
(3)人的抗病毒干扰素基因能嫁接到质粒的DNA分子中去，这说明了：
。
(4)图中X的名称是 ，它的组成除了目的基因外，还必须有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿等。
(5)随着生物技术的快速发展，转基因成果不断涌现，有人为之振奋，有人为之担忧。请从正反两个方面作简要分析。
正：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
反：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
科学家将外源目的基因与大肠杆菌的质粒进行重组，并在大肠杆菌中成功表达。下图表示构建重组质粒和筛选含目的基因的大肠杆菌的过程。请据图回答：
（1）步骤①和②中常用的工具酶是 。
（2）经过①和②步骤后，有些质粒上的 基因内插入了外源目的基因，形成重组质粒。
（3）步骤③是 的过程。为了促进该过程，应该用 处理大肠杆菌。
（4）步骤④：将三角瓶内的大肠杆菌接种到含四环素的培养基C上培养，目的是筛选
能在C中生长的大肠杆菌有 种。
（5）步骤⑤:用无菌牙签挑取C上的单个菌落，分别接种到D（含氨苄青霉素和四环素）和E（含四环素）两个培养基的相同位置上，一段时间后，菌落的生长状况如图所示。含目的基因的菌落位于（选填“D”或“E”） 上，请在图中相应的位置上
圈出来。
Ⅰ、有一种病人不能抵抗疾病，只能生活在无菌室里，如果离开无菌室，就会受到病毒感染而死亡。原因是其体内缺乏一种腺苷酶基因。其治疗方案如右图所示。
（1）仿照上述方案设计一个为某男性患者治疗血友病的方案，请完成有关步骤：
第一步：取出患者的皮肤细胞进行细胞培养；
第二步：提取目的基因；
第三步：
第四步：将重组体（即重组DNA）导入受体细胞，即让这种携带有正常凝血因子基因的无害病毒去感染在体外培养的
第五步：根据病毒上的标记基因检测皮肤细胞是否导入了正常凝
血因子基因，并检测是否产生了
第六步：将含有目的基因的皮肤细胞扩大培养，当各种指标达到要求后，再与胶原细胞混合，制成注射针剂。将含有这种活细胞的针剂注射到患者体内，并在患者体内表达，使患者的凝血因子达到可以止血的含量。
（2）基因工程中常用到的受体细胞有细菌、真菌和动植物细胞等，此处取患者本人的皮肤细胞作为受体细胞进行培养，是为了防止发生 。
（3）假设以大肠杆菌质粒作为运载体，并以同一种限制酶切割运载体与目的基因，将切割后的运载体与目的基因片段混合，并加入DNA连接酶。两两片段间连接产物中至少有 种环状DNA分子。它们分别
是 
。
Ⅱ、如图为高等动物细胞亚显微结构模式图。请据图作答：
（1）若此图示旺盛分泌肠液（含多种消化酶）的小肠上皮细胞，则其形态结构必然具有下列 （填序号）特点。
①细胞分泌面有较多的皱褶；②皱褶下和内质网附近分布着较多的线粒体；③细胞的内质网与高尔基体很发达；④细胞内核糖体丰富。
（2）如果该细胞是效应B细胞，培养在含放射性标记的某种氨基酸的培养基中，之后在产物中检测到带有放射性的抗体。放射性出现的先后顺序应该是
（可供选择的物质和结构是①细胞核 ②核糖体 ③染色体 ④线粒体 ⑤内质网 ⑥细胞膜 ⑦中心体 ⑧高尔基体）
（3）若此图示衰老的细胞，除细胞核体积增大外，细胞膜发生的变化是
。
（4）右图为该细胞进行细胞分裂过程中不同时期的细胞图像，则该高等动物的性别是 ，其体细胞中染色体数目是 。
[生物——现代生物科技专题]下图为某种转基因玉米的主要培育过程。
（1）将目的基因与载体结合时必须用 酶和DNA连接酶。在基因工程中，常用的载体有 等，而作为运载体必须具备相应的条件，例如应具有 以便进行筛选。
（2）由转基因玉米细胞经过 形成愈伤组织，然后发育成胚状体和试管苗。若要制备转基因玉米的人工种子，可选择上述实验过程中的 再包裹合适的人造种皮。
【生物--选修3现代生物技术】
世界著名高产土壤——东北黑土地，由于掠夺式的经营方式，水土流失严重，土壤生产能力呈严重下降趋势。黑土层平均厚度下降，成为我国商品粮基地中水土流失最严重的地区之一。
（1）黑土地水土流失严重现象说明，当地人在生产和生活中严重违背了生态工程的________
_______________原理。
（2）近年来黑龙江也有沙尘暴频发现象，沙尘暴的发生必须具有风和沙源两个条件，退耕还林、还草是生态建设的一项紧迫任务。从治理沙尘暴的角度思考，“还林”、“还草”的作用是_______。
（3）控制荒漠化的发展和水土流失
，改善生态环境，我国在华北北部、东北大部和西北大部实施了__________________工程。
（4）下列结构示意图最能体现系统学和工程学原理的是（ ）
（5）育种工作者拟将鱼的抗冻基因转移到某种双子叶植物体内，使其具有抗寒特性，以适应东北的低温环境。在获取抗冻基因后，需要构建__________________，将其导入该双子叶植物细胞常用的方法是___________________；经检测目的基因已经插入染色体DNA中，还要检测目的基因是否转录出了相应的mRNA，检测的方法是采用_____________技术，操作时从受体细胞提取mRNA,用_______________作探针，检测是否显示杂交带；如果要在个体生物学水平鉴定该抗寒植物是否有抗寒性状，请简述鉴定思路______________________________________________。
（6）若经过各项检测该抗寒植物培育成功，可以利用植物细胞工程的________________技术使其快速大量的繁殖。
番茄营养丰富，是人们喜爱的一类果蔬。但普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。为满足人们的生产生活需要，科学家们通过基因工程技术，培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种。操作流程如图，请回答：
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（1）过程①需要的工具酶有___________________________。
（2）在构建基因表达载体时，除了要在重组DNA中插入目的基因外，还需要有_____________________________________。
（3）提取目的基因采用的限制性核酸内切酶的识别序列和切点是—↓GATC—。在目的基因的两侧各有1个酶的切点，请画出目的基因两侧被限制酶切割后形成的黏性未端的过程示意图。
（4）在番茄新品种的培育过程中，将目的基因导入受体细胞的方法叫做 ___。目的基因能在植物体内稳定遗传的关键是 
。
（5）从图中可见，mRNA1和mRNA2的结合直接导致了___________________无法合成，最终使番茄获得了抗软化的性状。
（6）培养②、③为植物组织培养过程中的_____________________。
（7）上述转基因番茄会通过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因传播给其它植物而造成基因污染，原因是_______________________________________________。
土壤农杆菌是一种能引起双子叶植物产生冠瘿瘤的土壤细菌，它带有一个大的质粒叫Ti质粒(含冠瘿瘤基因)，它携带细菌DNA向宿主植物基因组转化所需信息的重要片段，只有T—DNA片段才转入植物细胞的基因组。结构及转化过程如图所示，回答相关问题：
（1）若用Ti质粒作为抗旱基因的载体，为了使某种植物具有抗旱性状而又不引起植物产生冠瘿瘤，需对Ti质粒进行修饰，即 ▲ ，将抗旱基因转移至Ti质粒的 ▲ 中，且要保证复制起始位点和
▲ 不被破坏。然后在一定条件下将外植体在含有 ▲ 的土壤农杆菌的稀释培养基上培养，使得抗旱基因转入植物细胞并整合到植物基因组中。
（2）将上述外植体置于一个含有某种抗生素的合适培养基中进行筛选，发生转化的外植体通过 ▲ 形成愈伤组织，再通过 ▲ 产生不定芽和体细胞胚再长出整个植物。
（3）基因转化是否成功应对转基因植物进行鉴定，如果培育成的植株能适应干旱环境，还应进行 ▲ 水平鉴定，以确定该变异能否遗传给后代。为获得纯合的转基因植株，还需要对转基因植株进行严格的 ▲ 。
试题篮
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