关于生物工程和基因表达的相关问题（共11分）
Ⅰ．取人体的7种不同类型细胞，检测其基因表达，结果如下图
1．基因1～8中有一个是控制细胞色素C合成基因，则该基因最有可能是基因 。图所示细胞中功能最为近似的是细胞 。
| A．1与6 | B．2与5 |
| C．2与3 | D．4与5 |
判断图中细胞功能近似程度的依据是 。
Ⅱ．质粒是基因工程中最常用的运载体，质粒上有标记基因，如图所示，通过标记基因可推知外源基因插入的位置，插入位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同。下
图表示外源基因的插入位置（插入点有a、b、c）。
2．质粒的基本组成单位是___________。将细菌放在含有四环素、氨苄青霉素中培养，属于基因工程操作中的________步骤。在插入外源基因过程中用到的工具酶有__________。
3．设计实验探究外源基因插入的位置。
（1）步骤：
①将导入外源基因的细菌进行培养产生大量细菌。
②分组：将细菌平均分成两组并标号为1，2。
③培养：___
_________________。
④观察并记录结果。
（2）预测实验结果及结论：
______________________________________________________________________
(8分)苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图( ampr为抗氨苄青霉素基因)，据图回答下列问题。
（1）将图中①的DNA用HindⅢ、Bam HⅠ完全酶切后，反应管中有____种DNA片段。（2）图中②表示HindⅢ与Bam HⅠ酶切、DNA连接酶连接的过程，此过程可获得________种重组质粒；如果换用BstⅠ与BamHⅠ酶切，目的基因与质粒连接后可获得 _________种重组质粒。
（3）图中③的Ti质粒调控合成的vir蛋白，可以协助带有目的基因的T－DNA导入植物细胞，并防止植物细胞中___对T－DNA的降解。
（4）Bt毒素蛋白基因最终在宿主细胞内维持稳定和表达的过程叫做 。
（5）已知转基因植物中毒素蛋白只结
合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体，使细胞膜穿孔，肠细胞裂解，昆虫死
亡。而该毒素蛋白对人类的风险相对较小，原因是人类肠上皮细胞__________。
（6）生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种，其目的是降低害虫种群
中的________________基因频率的增长速率。
（7）若杀虫基因是根据几种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。
科学家通过基因工程方法，将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内，并成功实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株一抗虫棉。其过程大致如图所示：
（1）Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程，在基因工程中称为＿＿＿＿；将目的基因导人受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达，关键是是否使＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿上，这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）“转基因抗虫棉” Bt毒蛋白基因表达过程可表示为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；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，此现象来源于＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）若要把Bt毒蛋白基因导入到大肠杆菌中，要先用＿＿＿＿处理细胞，使细胞处于＿＿＿＿＿＿（状态），然后将重组表达载体DN
A溶于缓冲液中，在一定温度下与细胞混合。
应用现代生物技术可以大量获得针对甲型H1N1病毒的抗体，并可用于临床治疗，如图表示制备该抗体的设想，请据图回答下列问题：
（1）转甲型H1N1病毒抗体基因牛可通过分泌乳汁来生产甲型H1N1病毒抗体，在基因表达中，甲型H1N1病毒抗体基因的首端必须含有________，它是__________识别和结合的位点。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段，可以采用________技术，培养出多头相同的转基因牛。
（2）prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因可制备单克隆抗体，Ⅰ最可能是________细胞，Ⅱ代表的细胞具有_____________的特点。
（3）制备单克隆抗体也可以用动物细胞融合技术，与动物细胞融合过程不同，植物体细胞杂交在细胞融合之前要用________对细胞进行处理，作用是除去________。
目前，转基因技术已应用于农业，转基因食品已近在咫尺，甚至已上了我们的餐桌。有一种芽孢杆菌能产生毒素杀死玉米的害虫螟蛾，科学家将这一控制毒素合成的基因（BT基因）导入玉米体内，培育出了具有抗虫能力的玉米——BT转基因玉米。英国权威科学杂志《自然》1999年5月发表了一篇令人震惊的论文，文中说，研究人员将“BT转基因玉米”的花粉撒在苦莴苣菜叶上，然后让蝴蝶幼虫啃食这些菜叶，4天之后，有44%的幼虫死亡；而另一组幼虫啃食撒有普通玉米花粉的菜叶，基本没有出现死亡。请分析上述材料后回答问题。
（1）培育转基因农作物过程中，进行基因操作的基本步骤有：
、 、 、 。
（2）蝴蝶幼虫啃食撒有BT转基因玉米花粉的菜叶造成死亡的原因是是 。
（3）我国相关机构已经明确要求，凡是由转基因农作物生产的产品在其包装上必须加明确标注是转基因产品，并说明此产品是否含有转基因成分。这里讲的“转基因成分”是指 。
【生物～选修3现代生物科技专题】 下图表示科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因“放入”棉花细胞中与棉花的DNA分子结合起来而发挥作用的过程示意图。请据图回答下列有关问题：
（1）图中科学家在进行①操作时，要使用 酶。
（2）在获得目的基因的过程中，PCR技术相当重要。PCR扩增反应需要在一定的缓冲溶液中加入DNA模板、分别与两条模板链相结合的两种 、四种脱氧核苷酸和 的DNA聚合酶。
（3）图中的Ⅱ是 ，II由目的基因、 组成。
（4）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是 ，约80%的转基因植物都是通过这种方法获得的，除此之外，还有 。
（5）图中的Ⅲ是导入了目的基因的受体细胞，经植物组织培养获得一株棉花，这株棉花是否具有抗虫特性可进行 水平的鉴定。
据图回答下列问题：
(1)图中①~⑤所示的是生物工程为_________________。
(2)基因表达载体中的_______________是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将 含有目的基因的细胞筛选出来。在上述过程中，不能将目的基因直接导人受精卵中的原因是_______________，⑤过程中只用同一种限制酶切割含目的基因的DNA片段和运载体，将会___________________（任答一点）。
(3)若想预期蛋白质通过乳腺反应器生产，则在图中⑨过程之前要对精子进行筛选，保留含性染色体为____________的精子。在⑧、⑨过程中为避免多精入卵的两道屏障依次是________、____________。判断是否受精的标志是______________________。牛的早期胚胎发育有卵裂、______、_______、原肠胚等几个阶段。
棉铃虫是一种严重危害棉花的害虫。我国科学工作者发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而这种毒蛋白对人畜无害。通过基因工程方法，我国已将蛋白基因转入棉花植株并成功表达。由于棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会造成死亡，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。请根据上述材料回答下列问题：
(1)利用苏云金杆菌防治棉铃虫属于生物防治，它突出的优点是___________________。
(2)转基因棉花的抗虫变异来源，属于可遗传变异类型中的_________________。
(3)从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是_____，此工具主要存在于微生物中，其特点 。
(4)苏云金芽孢杆菌一个DNA分子上有许多基因，获得抗虫基因常采用的方法是“鸟枪法”。具体做法是：用__________酶将苏云金芽孢杆菌的________切成许多片段，然后将这些片段分别载入运载体，再通过运载体转入不同的受体细胞，让它们在各个受体细胞中大量
__________，从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把带有___________的DNA片段分离出来。
(5)进行基因操作一般要经过的四个步骤是_________________________、________________________、_______________________、_______________________。
基因克隆是对分离出来的目的基因进行大量扩增的过程。经过基因克隆，可以生产出大量的目的基因或在基因表达时获得大量的蛋白质。细菌质粒是基因克隆的合适载体，经研究发现，某些细菌质粒中含有两个抗生素抗性基因——氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，而且，在四环素抗性基因中存在限制酶的单一识别序列。
下图表示利用质粒进行基因克隆的过程，其中A-D表示物质，I和II表示抗性基因，①—⑦表示过程，其它数字表示菌落，据图回答下列问题。
（1）写出下列字母和编号的名称：A： ▲ ； II： ▲ 。
（2）将A和B形成D所需的酶是 ▲ 。⑤过程中为提高成功率，常用 ▲ 溶液处理大肠杆菌。
（3）为筛选含有物质A的细菌，需进行细菌培养，先在培养基（一）中只加入氨苄青霉素，一段时间后，培养基上长出的细菌菌落具有 ▲ 特性。然后，用灭菌绒布从培养基（一）中蘸取菌种，再按到只含四环素的培养基（二）中培养。根据培养基（一）和（二）上的细菌生长情况，可以判断图中菌落 ▲ （填数字）即为筛选出的含有物质A的细菌，原因是 ▲ 。
人们应用生物工程技术可以获得所需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题：
（1）获得上述各种目的基因的常用方法除人工合成法、反转录法外，还可以从 中获取，然后再利用 进行大量扩增。
（2）转基因牛可通过分泌乳汁来生产人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有启动子，它是___ _______的结合位点。将注射有外源DNA的受精卵移入发育培养液中继续培养至桑椹胚或_____ ___，再进行胚胎移植。进行早期胚胎的体外培养时，培养液中除了含有各种无机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还要添加激素和__ ______。
（3）prG基因的产物能激发细胞不断分裂，一般采用 技术将prG基因导入受体细胞Ⅱ中，图中Ⅱ应是 。
（4）④过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞比直接采用叶肉细胞更好，原因是 。⑤过程采用的技术是 。
为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种育种方法，过程如下。请回答下列问题：
（1）从对该种除草剂敏感的二倍体水稻植株上取花药离体培养，诱导成 幼苗。
（2）用
射线照射上述幼苗，目的是 ；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有 。
（3）取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体 ，获得纯合 ，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。
据图回答有关基因工程的问题：
（1）图中正在构建基因表达载体，构建时所需的工具酶有 和 。
（2）一个完整的基因表达载体包括四部分，分别是启动子、 、 、 。
（3）启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是 识别与结合的位点，促进转录的开始。
（4）如果要将此表达载体导入大肠杆菌细胞中，通常要用 对大肠杆菌处理，使之变成 细胞。该细胞的特性是 。
瑞士科学家培育出的一种富含β胡萝卜素的水稻新品种——“黄金水稻”，有望结束发展中国家人口维生素A摄入量不足的状况(注：β胡萝卜素是形成维生素A的基础材料，维生素A缺乏是导致发展中国家千百万儿童失明和罹患其他疾病的常见原因)。如图表示这一技术的基本过程，请据图回答有关问题：
(1)“剪切”所使用的酶是________，“剪切”结果使DNA分子片段产生了________。“插入”过程中使用的酶有____________________________；“表达”的过程包括____________和______________。
(2)在“黄金水稻”培育过程中，能确定“β胡萝卜素合成基因”已成功导入水稻体内的简便方法是________________________。
(3)通过这一技术培育的水稻称为“黄金水稻”，名称中“黄金”可能与________________有关。
(4)请再举出两例转基因植物：__________________________________________
下图为科学家通过基因工程方法培育转基因抗虫棉的大致过程。请据图分析回答：
（1）图中①过程需要的酶有 和
（2）图中A的组成，除了目的基因外，还必须有 、 、 和复制原点。
（3）农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA具有 的特点。图中②过程的方法称为 。如果受体细胞是动物细胞，则图中②过程的方法称为 。
（4）受体细胞的DNA上是否插入了目的基因是目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键，检测方法是 。如果要检测目的基因是否翻译出相应的蛋白质，方法是 。
随着科学技术的发展，人类研制了不同类型的病毒疫苗，其中第二、三代病毒疫苗都基于DNA重组技术而建立。请分析回答下列问题：
（1）第二代疫苗是以编码病毒抗原蛋白的RNA为模板，经______________酶的作用获得目的基因。形成的重组质粒与经过______________处理的大肠杆菌细胞混合转化大肠杆菌，扩增大肠杆菌获得大量的抗原蛋白。将抗原蛋白注射入人体后，可引起机体产生_______________。
（2）第三代疫苗即“DNA疫苗”是将编码某种抗原蛋白的DNA注射到动物体内，该DNA可在人体内____________相应的蛋白。相对于第三代疫苗，第二代疫苗运输和保存的难度更大，其原因是蛋白质________________________________。
（3）DNA疫苗研制的动物试验：将若干只___________________的小鼠随机等分为A、B两组，A组小鼠注射____________________，B组注射等量生理盐水。在多次间隔免疫后进行______________的测定，并计算每组的__________，结果如图所示。该实验结果表明__________________________。
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