高中生物综合题

棉铃虫是一种严重危害棉花的害虫。我国科学家发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而此毒蛋白对人畜无害。通过基因工程的方法，我国已将该毒蛋白基因移入棉株细胞内并实现成功表达，由于棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡。所以该棉花新品种在1998年推广后，已取得了很好的经济效益。请根据上述材料完成下列问题：
（1）害虫在喷洒农药进行化学防治后抗药性增强是　　　　　　　　　　　的结果。
（2）毒蛋白对人畜无害，但能使棉铃虫致死，从蛋白质的特性看，蛋白质具有　　　性。
（3）“转基因抗虫棉”抵抗害虫的遗传信息表达过程可以表示为　　　　　　　　　。
（4）“转基因抗虫棉”的抗虫变异，属于可遗传变异类型中的　　　　　　　　　。
（5）该项科技成果在环境保护上的重要作用是　　　　　　　　　　　　　　　。
（6）科学家预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的植株，此种现象来源于　        。
（7）题中“毒蛋白基因移入棉花植株内并实现成功表达”中的“成功表达”含义是指　                          。
（8）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程培育新品种的主要优点是　                。
（9）在培育“转基因抗虫棉”的基因操作中，所用的基因的“剪刀”是　　　　　　，基因的“针线”是　　　　　，基因的“运载工具”是　　　　　　　　。
（10）转基因技术有利有弊，请各举一例加以说明：
有利方面：　           。
有害方面：　           。

随着科学技术的发展，化学农药产品和品种逐年增加，但害虫的抗药性也不断增强，对农作物的危害仍然很严重。针对这些情况，科学家开展了“转基因抗虫棉”的科技攻关研究，成功地将抗虫基因导入棉花细胞中，得到的棉花新品种对棉铃虫的毒杀效果高达80％以上，请完成下列问题：
（1）抗虫棉的获得属于(　　)

A．细胞工程

B．酶工程

C．基因工程

D．发酵工程

（2）苏云金芽孢杆菌的抗虫基因之所以能“嫁接”到棉花中去，原因是__________________________________________；它能够在棉花细胞中发挥作用，说明生物共用一套____________________________。
（3）该项科技成果在环境保护上的重要作用是___________________________。
（4）科学家预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干年以后，也将出现不抗虫的植株，此现象的发生可能是______________的结果。

大量实验数据表明转Bt植物除含有Bt杀虫蛋白质外，与传统植物在营养物质含量等方面实质性等同。试验证明Bt杀虫毒素对哺乳动物没有伤害，因为哺乳动物肠道细胞表面无Bt晶体蛋白受体，且Bt晶体蛋白质前体在昆虫肠道碱性条件下才能转变成杀虫活性的毒蛋白，而哺乳动物肠道呈酸性，不存在转变条件。Bt基因是从苏云金芽孢杆菌细胞内提取的Bt毒蛋白基因，它控制合成的蛋白质对棉铃虫有较强的抗性。
根据上述材料完成问题：
（1）材料中所指的“实质性等同”是什么？
（2）请指出转Bt植物推广的好处。（至少两项）
（3）转Bt植物合成的Bt晶体蛋白前体杀伤昆虫的原因是什么？
（4）Bt毒蛋白基因与棉花细胞内基因的最大区别是什么？
（5）从苏云金芽孢杆菌中提取Bt基因的常用方法是什么？最常用的工具酶是什么？

在重组DNA的模拟操作中，下图甲、乙分别模拟两种DNA片段的碱基序列，已知E·coli限制酶专一识别GAATTC序列，并选G—A之间作为切点进行切割。
……CTATCCATGAATTCGGCATAC……
……GATAGGTACTTAAGCCGTATG……
甲
……TCCTAGAATTCTATGAATTCCATAC……
……AGGATCTTAAGATACTTAAGGTATG……
乙
（1）图甲模拟        碱基序列，图乙模拟碱基序列           。
（2）在上图中用箭头标出E·coli限制酶的作用部位。
（3）写出甲、乙经E·coli限制酶切割后形成的黏性末端。
（4）写出经DNA连接酶连接后形成的重组DNA分子的碱基序列。

生物学家通过基因工程培育出了能够通过乳房生物反应器生产的人的血清蛋白。（1）在基因工程的操作中，目的基因是从何获取的？　　　　　　　　　　　　　　。
（2）“分子手术刀”是           。
（3）“分子缝合针”是           。
（4）“分子运输车”是           。
（5）操作步骤：从人的          获取目的基因；目的基因与           结合构建基因表达载体；在基因表达载体中还应插入           和终止子。然后把基因表达载体导入牛的           ，通过发育形成的牛体细胞都含人的          ，成熟的牛产的奶中含有，证明基因操作成功。
（6）人的基因在牛体内能够表达，说明人和牛          。

对番茄的研究中发现，害虫损伤番茄叶片后，叶上的细胞壁能释放出一种类激素因子，这种物质通过组织扩散到茎和其他叶片上，启动了蛋白酶抑制剂的基因，开始高效合成蛋白酶抑制剂，并在茎叶中迅速积累，以对付害虫的再次侵袭。蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，因此害虫取食后，就会因无法消化食物而被杀死。人们尝试着将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米，让玉米获得与番茄相似的抗虫性状，以对付异常猖獗的玉米螟（一种玉米害虫）。试分析完成下列问题：
（1）番茄的蛋白酶抑制剂很可能是在茎叶细胞的______________处合成的。
（2）将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米内，使玉米形成新的性状，这种变异属于____________________________。
（3）能抗玉米螟的抗虫玉米的生态效益显著，有人认为抗虫玉米就是无虫玉米，不必防治害虫。你是否赞成这种说法？说明理由。
（4）有人对食用这种转基因玉米的安全性感到担忧。你认为这种担忧有道理吗？试以学过的知识进行简要分析说明。

现有甲、乙两个烟草品种（2n=48），其基因型分别为aaBB和AAbb，这两对基因位于非同源染色体上，且在光照强度大于800 lx时，都不能生长，这是由于它们中的一对隐性纯合基因（aa或bb）作用的结果。
取甲、乙两品种的花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生质体，并将两者相混，使之融合，诱导产生细胞团。然后，放到大于800 lx光照下培养，结果有的细胞团不能分化，有的能分化发育成植株。请完成下列问题：
（1）甲、乙两烟草品种花粉的基因型分别为_________和_________。
（2）将叶肉细胞制成原生质体时，使用_________去除细胞壁。
（3）在细胞融合技术中，常用的促融剂是_________。
（4）细胞融合后诱导产生的细胞团叫_________。
（5）在大于800 lx光照下培养，有_________种细胞团不能分化；能分化的细胞团是由_________的原生质体融合来的（这里只考虑两个原生质体的相互融合）。由该细胞团分化发育成的植株，其染色体条数是_________，基因型是_________。该植株自交后代中，在大于800 lx光照下，出现不能生长的植株的概率是_________。

下表是植物组织培养的培养基中两种植物激素在不同的比例时的实验结果，6BA属细胞分裂素类激素，IBA属于生长素类激素，请完成下列问题：

实验组别	1	2	3	4
激素种类及浓度关系	6-BA	6-BA>IBA	6-BA=IBA	6-BA<IBA
结 果	组织块产生愈伤组织	愈伤组织分化出芽	愈伤组织不断生长	愈伤组织有长根趋势

（1）由表中可看出6BA的作用是___________________________________________________。
（2）由实验3可知___________和___________共同使用时能强烈刺激愈伤组织的形成，促进___________分化过程。
（3）再分化时可用的激素组合是实验___________和___________，IBA在本实验中的作用是____________________________________________。
（4）组织培养的培养基中，除激素外，还必须含有___________，它的成分至少含有___________、___________等。

为了大力发展我国的肉牛和奶牛养殖业，科学家们在育种途径上进行了大胆探索，并取得了初步成果。
Ⅰ.2002年1月中旬到2月中旬，中国自主完成的首批成年体细胞克隆牛在山东曹县五里墩陆续降生。克隆牛有3个母亲，A牛提供细胞核即供体细胞，B牛提供去除细胞核的卵细胞即受体细胞，两种细胞在电脉冲的刺激下融合之后，通过细胞分裂形成早期胚胎，再将这个胚胎植入C牛子宫内。请完成下列问题：
（1）培育出的克隆牛几乎就是_________牛复制品。这是因为控制牛性状遗传的物质主要存在于_________中。
（2）如果多个供体细胞来自同一头牛，培育的这些个体在性状上也不完全相同，分析其原因，下列哪些叙述是正确的？_________。
A.性状变异可由环境条件引起
B.基因可能会发生突变
C.受体细胞的细胞质基因不同
D.细胞核基因发生了重组
Ⅱ.在克隆技术出现之前，育种工作者已经开始采用胚胎分割移植方法来尽快繁育更多的优质牛。这种育种技术的主要步骤是：将经过人工授精得到的受精卵在试管内培养到8个细胞的胚胎时，进行胚胎分割，均分为4份，再分别移植到多头母牛的子宫内发育、分娩，就能得到多头所需要的小牛。
（3）胚胎分割移植要在受精卵培养到8个细胞的卵裂期时进行，其主要原因是__________________。
（4）通过胚胎分割移植培育出的这些小牛，其性别表现为_________。
A.雌雄的可能性各占50%                   B.全为雌性或全为雄性
C.全为雌性                               D.全为雄性
（5）而通过体细胞克隆技术培育出的小牛，其性别则取决于_________。这样人们就可以根据需要有目的地控制小牛的性别。

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。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S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。请完成下列问题：
（1）试管中除融合的杂种细胞外，还有_________种融合细胞。
（2）设计一方法（不考虑机械方法），从培养液中分离出杂种细胞，并说明原理。
方法：________________________________________________________________________。
原理：________________________________________________________________________。
（3）将分离出的杂种细胞在不同条件下继续培养，获得A、B、C三细胞株。各细胞株内含有的人染色体如下表（“+”代表有，“-”代表无），测定各细胞株中人体所具有的五种酶的活性。

细胞株	人染色体编号
	1	2	3	4	5	6	7	8
A株	+	+	+	+	-	-	-	-
B株	+	+	-	-	+	+	-	-
C株	+	-	+	-	+	-	+	-

结果是：①B株有a酶活性；②A、B、C株均有b酶活性：③A、B株有c酶活性；④C株有d酶活性；⑤A、B、C株均无e酶活性。若人基因的作用不受鼠基因影响，则支配a、b、c、d和e酶合成的基因依次位于人的_________、_________、_________、_________和_________号染色体上。

阅读材料，完成下列问题：
植物组织培养技术应用范围很广。科学家通过植物组织培养方法，诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构（胚状体），然后将胚状体包埋在一个能提供营养的胶质中，便成了所谓的“人工种子”。我国科学家利用组织培养技术已成功地在烟草、水稻、小麦和玉米等植物上诱导出胚状体，世界各国正着手于将人工种子推向商品化。
（1）通过试管培养植物组织获得胚状体要经过哪些过程？
（2）用于植物组织培养的培养基中除植物激素、蔗糖、维生素等有机物外，还应有_________、_________，且操作过程应在_________条件下进行。
（3）若胚状结构在试管中继续培养，则可培育出完整的植株幼苗，这体现了植物细胞的_________。

阅读下列材料，完成有关问题：
中科院上海植物生理研究所在“神舟”四号上为一批特殊的“新人”——烟草细胞举办了特殊的“太空婚礼”。先将两“新人”放入融合室中，当充满液体的融合室中加上直流电场后，两个原本相互游离的细胞一下子贴在一起，开始了“窃窃私语”。紧接着，在瞬间高压脉冲的作用下，细胞膜被击出了小孔，透过这微小的空间，两股细胞质展开了“心灵沟通”。渐渐地，细胞核也扭捏着“亲热”起来，20分钟后，它俩已是你中有我、我中有你，一个新的生命就这样诞生了。地面实验显示：用于融合的两个“新人”，一号开粉花，二号开黄花。融合后的细胞再生植株开黄花，但形状却和一号相同。
（1）在举行“细胞婚礼”前，必须对“新人”进行特殊处理，最常用的方法是_________法。“细胞婚礼”时诱导两“新人”融合的方法称之为_________法。在显微镜下观察，“新人”的细胞膜融合在一起，使细胞成为球状，这是因为____________________________________。
（2）烟草细胞的基因由_________和_________两部分组成，其中，能够编码蛋白质的序列叫做_______________________________。
（3）由高度特化的烟草细胞培养烟草幼苗必须经过___________________________过程。
（4）粉花和黄花属于_________性状，一号的形状属于_________（填“显性”或“隐性”）性状。从染色体组成上看，再生植株属于_______________体。地面实验表明：一号烟草与二号烟草杂交，后代均开黄花。假若后代的基因型是Aa，那么，一号烟草的基因型则是__________________。
（5）试分析植物体细胞杂交的利与弊（要求各回答一点便可）。

用人工种子替代试管幼苗进行生产是快速繁殖的一个新方向。它可以解决试管苗生长技术的难题，如诱导、移栽锻炼、包装、储运等。人工种子的“制作”包括将胚状体（由体细胞诱导而出）混以糖类等营养物质，外包高分子聚合物制成的人工“种皮”。据此完成下列问题：
（1）人工“种皮”在功能上应具备的特性是　　　　。
A.半流动性
B.保护性
C.选择透过性
D.密封性
（2）胚状体承担的功能是　　　　。
A.提供种子萌发的营养
B.分裂、分化成根、茎、叶的功能
C.抵御虫害的功能
D.固定细胞的支架作用
（3）人工“种子”与自然种子相比，具有的特殊优点是　　　　。
A.储运方便
B.培植简易
C.成活率高
D.保持亲本优良性状

阅读下文，完成后面的问题。
中科院上海生理与生态研究所的研究人员在“神舟”四号上为一批特殊的“新人”——烟草细胞举办了特殊的“婚礼”，将两个“新人”放入融合室中。当充满液体的融合室中加入直流电场，两个原本相互游离的细胞一下子就贴到一起，开始了“窃窃私语”。紧接着，在瞬间高压脉冲的作用下，细胞膜被击出了小孔，透过这微小的空间，两股细胞质展开了“心灵的沟通”。渐渐地，细胞核也扭捏着“亲热”起来，20 min后，它俩已是你中有我，我中有你，一个新的生命就这样诞生了。
地面实验结果显示：用于融合的两个“新人”，一号开的是粉花，二号开的是黄花。融合后的细胞再生植株开的是黄花，但形状却和一号相同（称一号形状，另一个称二号形状）。
（1）由于细胞的密度不同，因此在地面上细胞配对融合非常困难。从理论上讲，在太空中细胞融合更容易，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）在“细胞婚礼”举行前，必须对“新人”进行特殊处理，方法是       。在显微镜下观察，“新人”的细胞膜融合在一起，细胞呈圆球状，这是因为　　　　　　　　　。
（3）粉花和黄花、一号形状和二号形状属于     ，一号形状属于      。
（4）从染色体组成上看，再生植株属于     体。

自1997年成功地克隆出“多利”以后，“克隆”一词风靡全球。在一般人眼里，克隆就是复制动物，其实，克隆的含义要比此广得多。请阅读下列材料：
材料一：过去，一个糖尿病人一年的胰岛素用量要从40至50头猪体内提取，现将人工合成的胰岛基因转移到大肠杆菌体内，并随大肠杆菌的繁殖快速扩增，然后在大肠杆菌内合成大量的胰岛素，大大降低了医治糖尿病的成本。
材料二：单克隆抗体在医疗方面发挥着越来越重要的作用。最初获得单克隆抗体的过程是：老鼠的骨髓瘤细胞+已免疫的B淋巴细胞→选择培养基培养选取杂交瘤细胞并使之扩大增殖→将杂交瘤细胞接种在培养瓶或注射到动物体内→分离纯化单克隆抗体。
材料三：器官移植是重要的医疗手段之一，但许多病人却因为得不到适合自己的供体器官错过了最佳医疗期。胚胎干细胞（可保存在干细胞库里）经诱导可以形成多种器官。
材料四：植物除了通过种子繁殖，还可以通过以下方式繁殖：植株的组织细胞→诱导形成愈伤组织→分化出不定芽→继续增殖→生根成苗→幼苗移栽。这种繁殖实质上就是植物克隆。（1）材料一包含了          的克隆。
（2）材料二中运用了技术，若是植物细胞，需用         酶除去细胞壁，这一技术在一定程度上解决了杂交育种的         问题。
（3）材料三中由自身的胚胎干细胞诱导形成器官，不仅能缓解供体器官的短缺，还具有另一优点，即　　　　　　　　　　　　。
（4）应用材料四中的方法繁殖植物又叫         。这种方法在            和          方面具有重要的意义。