研究者发现，将玉米的PEPC基因导入水稻后，水稻在高光强下的光合速率显著增加。为研究转基因水稻光合速率增加的机理，将水稻叶片放入叶室中进行系列实验。
（1）实验一：研究者调节25W灯泡与叶室之间的__________，测定不同光强下的气孔导度和光合速率，结果如图所示。（注：气孔导度越大，气孔开放程度越高）
在光强700~1000μmol••m-2••s-1条件下，转基因水稻比原种水稻的气孔导度增加最大可达到_______%，但光合速率_________。在大于1000μmol••m-2••s-1光强下，两种水稻气孔导度开始下降，转基因水稻的光合速率明显增加，推测光合速率增加的原因不是通过气孔导度增加使___________。
（2）实验二：向叶室充入N2以提供无CO2的实验条件，在高光强条件下，测得原种水稻和转基因水稻叶肉细胞间隙的CO2浓度分别稳定到62μmol/mol和50μmol/mol。此时，两种水稻的净光合速率分别为________，说明在高光强下转基因水稻叶肉细胞内的________释放的CO2较多地被________。
（3）实验三：研磨水稻叶片，获得酶粗提取液，利用电泳技术__________水稻叶片中的各种酶蛋白，结果显示转基因水稻中PEPC以及CA（与CO2浓缩有关的酶）含量显著增加。结合实验二的结果进行推测，转基因水稻光合速率提高的原因可能是__________。
I南瓜果实的黄色和白色是由一对遗传因子（G和g）控制的，一对亲本杂交图解如图，请回答下列问题：
（1）叶老师说：“黄果和白果属于一对相对性状”。她判断的依据是 。遗传因子G和遗传因子g的根本区别是 。
（2）F1中白果的F2中出现白果：黄果=3：1的条件是：① ，②含不同遗传因子的配子随机结合，③每种受精卵都能发育成新个体，且存活率相同。
（3）南瓜的扁盘形、圆形、长圆形三种瓜形由两对遗传因子（A、a和B、b）控制。现有2棵南瓜植株M、N（一棵结园形南瓜，一棵结长圆形南瓜），分别与纯合扁盘形南瓜植株杂交获得大量F1，全为扁盘形，然后进行如下实验。
甲：M的F1的全部与长圆形个体相交，所得后代性状及比例是扁盘形：圆形：长圆形=3：4：1。
乙：N的F1全部自交，所得后代性状及比例是扁盘形：圆形：长圆形=9：6：1。
①M的基因型为 ，N的基因型为 。
②假定N的F1就是图中的F1中的白果（三对基因独立遗传），那么其自交后代中白色圆形南瓜所占的比例是 。
II南瓜易种植，抗病、抗虫能力强，产量高。有人突发奇想，欲用南瓜生产人胰岛素。下图是用农杆菌转化法培育转基因南瓜的示意图，请回答下列问题：
（1）图中的目的基因是 ，利用PCR技术扩增目的基因时与 单链互补的引物在 （酶）作用下进行延伸合成子链，扩增循环6次可产生 个目的基因。
（2）载体a是 ，在过程中将目的基因插入到载体a的[b] 上，再通过整合到南瓜细胞染色体的DNA上，得到转基因南瓜细胞。
（3）过程采用的技术是 ，检测该转基因南瓜是否可以生产胰岛素的方法是 。
果蝇是遗传学研究的经典实验材料。
（1）某科研小组用X射线辐射野生型果蝇，诱变当代未出现新性状。将诱变当代相互交配，诱变1代也未出现新性状，但随机交配后的诱变2代出现了突变新性状残翅和多毛（如下图所示）。已知控制翅型的基因用A-a表示，控制毛量的基因用B-b表示，且这两对基因位于两对常染色体上。
①翅型和毛量两对相对性状中，隐性性状为 。
②为筛选出纯合正常翅多毛的果蝇品种，研究人员将诱变2代中正常翅多毛个体与基因型为 纯合个体杂交，选出后代表现型为 的亲本即可。
③将未处理的野生型果蝇与诱变2代中的隐性纯合果蝇交配，再让F1（表现型均为野生型）与隐性纯合果蝇测交，预期F1测交后代的表现型及比例为 。研究人员用X射线辐射野生型果蝇后，重复上述实验，F1表现型仍均为野生型，F1与隐性纯合果蝇测交，发现有一个F1果蝇测交后代的表现型比例为1正常翅正常毛：1残翅多毛。那么，这一例外F1果蝇携带了哪种染色体变异？ 。在上图圆圈中已用竖线（∣）表示了相关染色体，并用点（﹒）表示基因位置，左图已画出正常F1果蝇体细胞中基因的分布，请在右图中画出例外F1果蝇体细胞中基因的分布。
（2）现有一个带有氨苄青霉素和四环素抗性基因的质粒，在四环素抗性基因内有一个该质粒唯一的EcoRI酶切点（如下左图），欲用EcoRI位点构建一个果蝇基因文库，并导入大肠杆菌菌株DH5中储存。
①可以利用稀释涂布平板法将大肠杆菌接种到含 的培养基中，筛选出已导入质粒的菌落（上右图左培养皿），再用“印章”式接种工具粘印菌株，将菌落“复制”到含 的培养基上（上右图右培养皿），发现菌落I不能存活，菌落II能存活，则菌落 （填“I”或“II”）是所需的含有重组质粒的菌株。
②操作中发现有些菌落可抗两种抗生素，若不考虑基因突变，其原因可能有 。
(12分)
转基因育种是利用遗传转化方法将有价值的外源基因导入受体物种获得转化体，再将转化体植株经过常规育种程序加以选择和培育，最后选育出具有优良性状的新品种，对于作物育种具有重大的意义。图甲表示我国自主研发的转基因抗虫玉米的主要培育流程，图乙表示天然土壤农杆菌Ti质粒结构(部分基因及限制性内切酶作用位点如图所示)。请回答：
（1）若限制酶I的识别序列和切割位点是
，限制酶II的识别序列和切割位点是
，那么在①过程中，应用限制酶_________切割质粒，用限制酶_______切割抗虫基因。
（2）为了保证改造后的质粒进入玉米细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长，必须用限制酶去除质粒上_________和___________(基因)。
（3）将构建的重组Ti质粒，导入土壤农杆菌，在选择培养基上进行培养，观察农杆菌在含__________的培养基中能够生长、在含___________的培养基中不能生长。
（4）④过程应用的生物技术主要是__________，从个体水平检测玉米具有抗虫性状的方法是_________。
[生物——选修3：现代生物科技专题] Ⅰ.土壤农杆菌能将自身Ti质粒的T-DNA整合到植物染色体DNA上，诱发植物形成肿瘤。T-DNA中含有植物生长素合成酶基因（S）和细胞分裂素合成酶基因（R）,如图1所示，它们的表达与否能影响相应植物激素的含量，进而调节肿瘤组织的生长与分化。基因工程常用Ti质粒作为运载体，图2表示抗虫棉培育中使用的三种限制酶A、B、C的识别序列以及Ti质粒上限制酶切割位点的分布，抗虫基因内部不含切割位点，两侧标明序列为切割区域。
（1）据图2分析，切取抗虫基因时，使用限制酶 ，切割Ti质粒时，使用限制酶 。
（2）成功建构的重组质粒含有限制酶A的识别位点0个，若用酶C处理该重组质粒，将得到 个DNA片段。
（3）若抗虫基因插入的位置在R基因内部，筛选出 植株即是成功导入抗虫基因的棉花植株。
Ⅱ.单克隆抗体技术在生物工程中占有重要地位。请回答相关问题：
（4）科学家米尔斯坦和柯勒提出单克隆抗体制备技术的实验方案：把一种 细胞与能在体外大量增殖的___________细胞进行诱导融合，使融合细胞既能大量增殖，又能产生足够数量的特定抗体。
（5）在技术操作中，需要将融合细胞用 培养基进行筛选，并进行克隆化培养和 检测，以得到足够数量的符合要求的 （填“单”、“双”、“多”）核杂交瘤细胞。
（6）若将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养，可从 中提取出大量的单克隆抗体。
（7）研究人员应用 ，改造了鼠源性抗体分子的结构，降低了鼠源性抗体的人体反应。
在矮牵牛的体内能合成一种能抗除草剂的物质即抗草胺磷，下图是利用矮牵牛来培养转基因大豆的过程。
(1)图中①应为________________。在构建①的过程中，要用到的对识别的序列具有特异性的酶是________________。
(2)在将①导入土壤农杆菌之前，往往要用______处理土壤农杆菌，使之成为____细胞，然后将它们在缓冲液中混合培养以完成转化过程。
(3)②中的部分农杆菌不能在含四环素培养基上生长，其原因是_______________________。
(4)A→B过程需要在恒温箱中_________培养，注意观察、记录_________的生长情况。
(5)人工种子是以图中_________(用字母和箭头表示)过程中形成的_________、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过____________包装得到的种子。
科研人员以酵母菌为受体细胞，通过转基因技术研究水稻某种病毒的蛋白P与水稻蛋白的相互作用。
（1）实验所用的缺陷型酵母菌不能合成组氨酸、色氨酸和亮氨酸，培养时在培养基中需添加上述氨基酸，为酵母菌细胞内________上合成________提供原料。
（2）将蛋白P基因与质粒K（具有色氨酸合成基因及BD蛋白合成基因）连接，构建重组质粒K。将重组质粒K导入缺陷型酵母菌，用不含________的培养基筛选转化的酵母菌获得菌落，从这些菌落中可筛选得到基因成功________BD-P蛋白的酵母菌A。
（3）为研究蛋白P能够和哪些水稻蛋白发生相互作用，科研人员提取水稻细胞的mRNA，在________酶作用下获得cDNA，再与质粒T（具有亮氨酸合成基因及AD蛋白合成基因）连接形成重组质粒T，构建水稻cDNA文库。
（4）在酵母菌细胞内，组氨酸合成基因的转录受到调控，如下图所示。若被测的水稻蛋白能与病毒蛋白P发生相互作用，BD、AD两个蛋白充分接近时，_________才能催化组氨酸合成基因转录。
（5）将酵母菌A分别接种到不含组氨酸和不含亮氨酸的培养基中，以确定转入重组质粒K后酵母菌A________。取水稻cDNA文库的多个重组质粒T分别转化到酵母菌A中，将转化产物接种在不含________的培养基中培养，获得了分散的多个单菌落。经检测这些酵母菌中含有4种水稻蛋白，表明这4种水稻蛋白能够________。
（6）研究发现，这4种水稻蛋白都是水稻不同代谢过程中的关键酶，推测该病毒引起水稻出现各种病症的原因之一可能是______。
2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面作出突出贡献的科学家。绿色荧光蛋白(GFP)能在蓝光或紫外光下发出荧光，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）图中过程②常用的方法是 ；过程③利用的生物技术是 ；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。
（2）用于培育绿色荧光小鼠的基因表达载体的组成必须有启动子、 、 、 等部分。
（3）cDNA属于 基因文库，其构建方法是：用某种生物发育的某个时期的mRNA通过 产生cDNA片段，与 连接后储存在一个受体菌群中。
（4）PCR是一项利用DNA复制的原理在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。其基本过程是：加热至90～95℃使 →冷却至55～60℃使 结合到互补DNA链→加热至70～75℃使 从引物起始进行互补链的合成，如此反复进行。
通过各种方法改善农作物的遗传性状，提高粮食产量一直是育种工作者不断努力的目标，下图表示一些育种途径。请回答下列问题：
（1）图中需用到限制酶的育种途径是 （填数字），该育种途径的原理是 ，PCR技术可以为该途径提供 ，在PCR的过程中催化子链合成的酶是 。
（2）图中（7）途径是 ，途径(5)(7)(8)相对于途径(5)(6)的优势是 。
（3）以矮秆易感稻瘟病（ddrr）和高秆抗稻瘟病（DDRR）水稻为亲本，通过途径（5）、（6）得到ddRR。该育种过程中第一次筛选在 （P/F1/F2）中进行，得到基因型肯定为ddRR的植株至少需要 年。
如图是从酵母菌获取某植物需要的某种酶基因的流程,结合所学知识及相关信息回答下列问题:
(1)图中cDNA文库 (填“大于”“等于”或“小于”)基因组文库。
(2)①过程提取的DNA需要 的切割,B过程是 。
(3)为在短时间内大量获得目的基因,可用 扩增的方法,其原理是 。
(4)目的基因获取之后,需要进行 ,其组成必须有 以及标记基因等,此步骤是基因工程的核心。
(5)将该目的基因导入某双子叶植物细胞,常采用的方法是 ,其能否在此植物体内稳定遗传的关键是 ,可以用 技术进行检测。
(6)如果要想使该酶活性更强或具有更强的耐受性,需要对现有蛋白质进行改造,这要通过基因工程的延伸——蛋白质工程。首先要设计预期的 ,再推测应有的氨基酸序列,找到相对应的 。
(7)除植物基因工程硕果累累之外。在动物基因工程、基因工程药物和基因治疗等方面也取得了显著成果,请列举出至少两方面的应用: 。
下图表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，图右表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有MspI、BamHI、MboI、SmaI 4种限制性核酸内切它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。
(1)若用限制酶SmaI完全切割图中含有目的基因D的DNA片段，其产物长度分为 。 若图左DNA分子中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从隐形纯合子中分离出图示对应的DNA片段，用限制酶Sma I完全切割，产物中共有 种不同长度的DNA片段。
(2)为了提高试验成功率，需要通过 技术扩增目的基因，以获得目的基因的大量拷贝。在目的基因进行扩增时，加入的引物有A、B两种，若该目的基因扩增n代，则其中含有A、B引物的DNA分子有 个。
(3)若将图中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是 。
(4)为了筛选出成功导入含目的基因D的重组质粒的大肠杆菌，首先将大肠杆菌在含 的培养基上培养，得到如右图示的菌落。再将灭菌绒布按到培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布按到含 的培养基上培养，得到如图2的结果（空圈表示与图1对照无菌落的位置）。
挑选目的菌的位置为 。
(5)若目的基因在工程菌中表达产物是一条多肽链，如考虑终止密码，则其至少含有的氧原子数为 。
人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，且疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图：
（1）过程①代表的过程是 ，过程⑦的实验技术名称是 。
（2）过程③构建出的表达载体必须要含有 、 、 和目的基因等结构。
（3）过程⑥发生的生理过程是 。
（4）生产药物时可用微生物做受体细胞，那么④应采用 处理，使受体细胞处于 ，从而将表达载体导入受体细胞；药物生产也可用乳腺生物反应器，那么④则应采用 的方法，从而将表达载体导入受体细胞。
（5）对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的 作疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可以从疑似患者体内分离出病毒，与已知病毒进行 比较；或用图中的 进行特异性结合检测。
枯草芽孢杆菌细胞中色氨酸含量可调节色氨酸合成酶基因的表达。色氨酸能活化TRAP蛋白，从而抑制色氨酸合成酶基因表达；抗—TRAP蛋白能使TRAP蛋白失活，色氨酸合成酶基因得以表达。当色氨酸较多时，色氨酸合成酶基因的表达被抑制，同时抗－TRAP蛋白基因前调节序列已转录的mRNA形成终止发夹（RNA局部碱基互补配对），使抗－TRAP蛋白基因转录终止（如下图a）；当色氨酸缺乏时，空载tRNAtrp（运载色氨酸的tRNA）增多，与mRNA结合后使其形成抗终止发夹，抗－TRAP蛋白基因得以继续转录，合成出抗－TRAP蛋白（如下图b）。请分析回答：
（1）抗－TRAP蛋白基因的基本组成单位是 。与抗－TRAP蛋白基因相比，mRNA上的发夹结构中特有的碱基对是 。
（2）已知色氨酸的密码子是UGG，则图b中空载tRNAtrp上与mRNA结合的碱基序列是 。图中过程②除了图示条件外，还需要 （至少写出2项）。
（3）枯草芽孢杆菌中色氨酸较多时，抗－TRAP蛋白基因不表达；色氨酸缺乏时，抗－TRAP蛋白基因快速表达。这种调节机制的意义是 、 。
（4）科研人员要培育生产色氨酸的优良菌种，可通过人工诱变获得不能形成 的突变体。
【现代生物科技专题】目前，科学家正致力于应用生物技术进行一些疾病的治疗，如器官移植、基因治疗等。请回答下列问题：
（1）人体器官移植面临的主要问题有_______和免疫排斥，目前临床通过使用__________抑制________的增殖来提高器官移杆的成活率。
（2）EK细胞来源于囊胚期的______细胞或胎儿的原始性腺，也可以通过______技术得到重组细胞后再进行相应处理获得。通过对患者的EK细胞进行_________，可培育出人造组织器官，进而解决免疫排斥问题。
（3）人们发现小型猪的器官可用来替代人体器官进行移植，但小型猪器官表面的某些抗原决定簇仍可引起免疫排斥。目前，科学正试图利用基因工程对小型猪的器官进行改造，在改造中导入小型猪基因组中的一些调节因子属于基因工程中的________________________，作用是________________________。
（4）基因工程技术还可用于基因治疗。在进行体外基因治疗时，最有效的转化方法是_____________；在进行体内基因治疗时，采用的载体应该是_____________________。
（5）2015年3月，柴静的纪录片《穹顶之下》引发全国人民对雾霾的关注和讨论，而山西作为产煤大省，生态环境破坏严重，请问矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于_______，具体措施有_______________，（举例说明，任答两种）利用了的生态工程原理是______________。
红细胞生成素(EPO)是人体内促进红细胞生成的一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。目前临床使用的是重组人红细胞生成素(rhEPO)，其简易生产流程如图所示。
请回答问题：
(1)图中①所指的物质是________，②所指的物质是________。
(2)基因表达载体导入中国仓鼠卵巢细胞系(CHO)最常采用的方法是 。
(3)CHO是仓鼠的卵巢细胞经过细胞培养过程中的___________________培养获得的无限增殖细胞。重组CHO细胞培养需要____________的环境及营养、温度、pH和气体环境适宜的条件。
(4)检测rhEPO的体外活性需用抗rhEPO的单克隆抗体。单克隆抗体的优点是 ，并可大量制备，它是由小鼠的骨髓瘤细胞与其特定 B淋巴细胞通过____________技术获得的杂交瘤细胞分泌的。
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