生物——选修3生物技术实践]
已知生物体内用一种蛋白质（P），该蛋白质是一种转运蛋白.由305个氨基酸组成。如果将p分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氮酸.改变后的蛋白质（P1）不但保留P的功能，而且具有酶的催化活性。回答下列问题：
（1）从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质 进行改造。
（2）以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰 基因或合成 基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括 的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即： 。
（3）蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过 和 ，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物 进行鉴定。
tPA是机体在凝血平衡调节中发挥关键性作用的蛋自质，如图是利用奶牛乳腺生产tPA的图解，据图回答下列问题：
(1)如要在体外迅速扩增tPA基因可采用________技术，此技术需要________酶。
(2)要使tPA基因在奶牛的乳腺细胞中特异性表达，需在其前面加上________________。
(3)过程⑥中用于移植的胚胎是________。移入的胚胎能够在受体母牛体内存活的原因是________，同时能够在子宫内建立正常的生理和组织上的联系。
(4)乳腺生物反应器生产医用人体蛋白比工程菌有优势，是由于乳腺细胞有较强的________能力，省却了从工程菌胞内提取时的破壁、分离等程序，大大降低了纯化成本。
绞股蓝细胞中含有抗烟草花叶病毒(TMV)基因，可以合成一种抗TMV蛋白，叶片对TMV具有抗感染性。烟草是重要的经济作物，由于TMV的感染会导致大幅度减产。研究人员利用转基因技术培育出了抗TMV的烟草，主要流程如下图所示。
(1)科学家首先从绞股蓝细胞中提取抗TMV基因转录的RNA，然后合成目的基因。图中①过程表示________。
(2)合成的目的基因还需要通过PCR技术进行扩增，过程如图
①加热至94℃的目的是使DNA样品的 键断裂，这一过程在生物体细胞内是通过 酶的作用来完成的。
②新合成的DNA分子与模板DNA分子完全相同是因为DNA复制的原理是 。
③PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利，而且改进了检测细菌和病毒的方法。若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒，你认为可以用PCR扩增血液中的（ ）
| A．白细胞DNA | B．病毒蛋白质 | C．血浆抗体 | D．病毒核酸 |
(3)由图分析，在过程③构建的重组Ti质粒上应该含有的标记基因是 基因，重组Ti质粒导入烟草体细胞的方法是________。
(4)在过程⑤培养基中除含有卡那霉素及植物必需的各种营养成分外，还必须添加________，以保证受体细胞能培养成再生植株。
（5）绞股蓝的基因之所以能接到烟草植物中去，原因是_________________。
(6)过程⑥可采取__________________的方法，检测植株是否合成了抗TMV蛋白。在个体水平的鉴定过程中，可通过__________的方法来确定植株是否具有抗性。
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。
世界苦荞在中国，中国苦荞在凉山。苦荞富含黄酮类化合物等营养物质，在降血糖、降血脂等方面功效显著。查尔酮合成酶（CHS）是黄酮类化合物合成的关键酶，下图为将修饰后的 CHS基因导入苦荞，培育高产黄酮苦荞品系示意图。
（1）过程①中能切开质粒的酶是__________。它能在质粒特定的部位切割的原因是__ ___。
（2）图中常用的是__________培养基。 接种前，用灭菌后未接种的培养基培养一段时间，观察是否形成菌落，目的是_______________________。
（3）过程②、③分别是____ ___和______ _。苦荞体细胞能培养成植株的根本原因是____ ____。
（4）为探究激素对于过程诱导愈伤组织的影响，某研究小组在培养基中加入6-BA和2,4─D，灭菌后分别接种，在适宜条件下培养一段时间后，统计愈伤组织的诱导率，实验结果如下表：
该实验的因变量是____________，诱导的最佳组合是_____________________。
（5）判断转基因苦荞培育是否成功，可比较转基因苦荞与普通苦荞的__________含量，也可测定细胞中CHS含量。 用凝胶色谱法分离CHS时，CHS最先从色谱柱中洗脱出来，说明CHS相对分子质量较___________。
Ⅰ(10分)下面是从蛙体内剥离出的某反射弧结构的模式图，其中甲表示神经中枢，乙、丙未知。神经元A、B上的1、2、3、4为四个实验位点。现欲探究神经元A是传出神经元还是传入神经元，结合所给器材完成以下内容。
材料：从蛙体内剥离出的某反射弧(反射弧结构未被破坏)。供选择仪器：剪刀，电刺激仪，微电流计。
(1)如果该反射弧的效应器为传出神经末梢及其连接的肌肉。探究神经元A是传出神经元还是传入神经元的方法步骤(只在神经元A上完成)：
①先用剪刀在神经元A的______将其剪断；
②再用电刺激仪刺激神经元A上的实验位点______，若____________，则神经元A为传入神经元，反之则为传出神经元。
(2)如果在实验过程中要保证神经元A和神经元B的完整性，探究神经元A是传出神经元还是传入神经元的方法步骤(每个实验位点只能用一次)：
①将微电流计的两个电极分别搭在实验位点2和实验位点3的神经纤维膜外；
②用电刺激仪刺激实验位点________，若微电流计的指针偏转________次，则神经元A为传出神经元；若微电流计的指针偏转______次，则神经元A为传入神经元。该实验结果表明兴奋在神经元间传递的特点为______，具有这种特点的原因是______________。
Ⅱ.(9分)下图为科学家采用不同方法培育良种牛的过程，请据图回答有关问题：
（1）与一般的繁育良种动物方式相比较，胚胎移植的优势是____________。在获取卵母细胞之前需用促性腺激素对奶牛进行处理，目的是____________。
（2）“转基因牛”D培育过程中作为外源基因的受体细胞，主要原因是____________。
（3）图中数字标号③代表的结构为______，③将来发育为______，c→d过程需对其均等分割的目的是______和______。 A、B牛基因型是否相同？______。
（4）以上培育过程中，用到的生物技术名称是____________（至少答两个）。
将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗，饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表。
请根据以上图表回答下列问题。
（1）在采用常规PCR方法扩增目的基因的过程中，使用的DNA聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶，其最主要的特点是 。通过PCR技术扩增目的基因前，需要根据这两个基因的一段已知核苷酸序列来合成 。
（2）PCR过程中退火（复性）温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。表1为根据模板设计的两对引物序列，图2为引物对与模板结合示意图。请判断哪一引物对需采用较高的退火温度？__________。
（3）图1步骤③所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求？ 。
（4）为将外源基因转入马铃薯，图1步骤⑥转基因所用的细菌B通常为 。
（5）对符合设计要求的重组质粒T进行酶切，假设所用的酶均可将识别位点完全切开，根据图1中标示的酶切位点和表2所列的识别序列可知，采用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切得到DNA片段是_________种。
（6）构建重组DNA分子所用的限制性内切酶和DNA连接酶分别作用于图中的 处，
（填“a”或“b”）
（7）若将目的基因成功导入马铃薯细胞后通常需用到 技术得到马铃薯植株。该技术的核心步骤是 与再分化。
（8）马铃薯块茎合成淀粉时需要酶A的催化，若要获得马铃薯块茎生物反应器，则在构建动物致病菌的抗原基因表达载体时，应选择 基因的启动子。
.已知生物体内有一种蛋白质（P），该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质（P1）不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：
（1）从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的 进行改造。
（2）以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰 基因或合成 基因，所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括 的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即： 。
（3）蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过 和 ，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，在经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物 进行鉴定。
制备培养基方法：将蛋白胨、NaCl和牛肉膏放入烧杯内，加200mL蒸馏水，用玻璃棒搅匀后，在酒精灯上加热。当蛋白胨、牛肉膏融化后，加入琼脂，用微火继续加热至琼脂溶化，补充水至200mL。用0．1mol/L的NaOH或0．1mol/L的HCl将pH调至7．0～7．2，分别对培养基和培养皿进行高压蒸汽灭菌。当培养基的温度下降到50℃时，将其分装在5套培养皿中，当培养基冷却至室温，按下表分别进行处理。将处理完毕的培养基置于35℃的温度下培养2～3天，观察每个培养基中的细菌生长情况。请回答下列问题：
| 第1套 |
开盖，在空气中暴露10s |
| 第2套 |
用手指接触培养基约10s |
| 第3套 |
用硬币接触培养基约10s |
| 第4套 |
用滤纸擦一下课桌，再接触培养基约10s |
| 第5套 |
对照（不打开盖） |
（1）该培养基中，蛋白胨提供的主要营养是_____________，此外，培养基中还必须含有的营养物质有水、无机盐和____________。该培养基因其中加入了琼脂而被称为_______，另外因含有牛肉膏、蛋白胨等成分而被称为_____________。
（2）除上述灭菌方法外，还可用_______和____________方法灭菌，其中后者主要适用于金属工具。以上方法能够杀死物体内外的____________，与之相比，消毒是指使用_________方法杀死物体内外的___________。
（3）在实验操作中，“当培养基的温度下降到50℃时，将其分装在5套培养皿中”的过程称为_______，“当培养基冷却至室温”后应该____________。试验中将高压蒸汽灭菌后培养基的温度下降到50℃是防止_________________________．
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________。
随着科学技术的发展，人们可以根据人类的需求来改造生物的性状，在许多领域取得了可喜的成果，图中是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解，根据下图回答：
（1）在此过程中涉及的动物细胞工程技术有 、_________________。
（2）在基因工程中，我们称②为____ 。为了使血清白蛋白基因在羊恰当的细胞中表达，基因表达载体中除②片段外，还应该有牛的乳腺蛋白的 ，其是__________识别和结合的位点。
（3）图中①一般经____ ___处理可以得到③，从③到④的过程中一般用未受精的 细胞去核后作为受体，不用普通的体细胞。
（4）要实现⑦批量生产血清白蛋白，则要求③的性染色体是 。
噬菌体有极强的侵染能力，能在细菌中快速进行DNA复制，产生子代噬菌体，最终导致细菌破裂(称为溶菌状态)：或者整合到细菌基因组中潜伏起来，不产生子代噬菌体(称为溶原状态)。在转基因技术中常用噬菌体构建基因克隆载体，使其在受体细菌中大量扩增外源DNA，以备研究使用。相关操作如下图所示，请回答。
(1)组装噬菌体时，可被噬菌体蛋白质包装的DNA长度约为36～51 kb，则经人工改造的gt10载体可插入的外源DNA的最大长度为 kb。人工改造载体时，为获得较大的插入能力，可删除噬菌体DNA组成中的 序列以缩短其长度。
(2)噬菌体DNA上通常没有适合的标记基因，因此人工改造时需加装适合的标记基因，如上图gt10载体中的imm434基因。该基因编码一种阻止噬菌体进入溶菌状态的阻遏物。构建基因克隆载体需用到的酶是 和 ，外源DNA的插入位置应位于imm434基因 (之中／之外)，使经侵染培养后的受体菌处于 状态。
(3)蛋白质与DNA相比，特有的化学元素是 ，若用放射性同位素标记该元素，再用被标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，短时保温后搅拌、离心，可检测到放射性物质主要分布在试管 部分。
(13分)苎麻俗称“中国草”，苎麻纤维所制纺织品具有挺括凉爽、易洗快干、牢固舒适等特点，颇受国内外消费者青睐。
(1)苎麻的葡糖基转移酶基因(GT-like)指导合成β-葡糖基转移酶的过程包括_______和_________两个基本阶段。β-葡糖基转移酶能催化纤维素合成，该酶能提高反应速率的机理是_________________。
(2)下图表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下，苎麻在不同温度条件下的净光合作用速率和呼吸作用速率曲线。
①光合作用的光反应阶段产生的[H]和ATP用于暗反应中的__________________过程。光合作用和呼吸作用都受温度的影响，其中与_______作用有关的酶的最适温度更高。
②光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是_____℃。在温度为40℃的条件下，该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的CO2来源是_________________________________。
③若温度保持在20℃的条件下，长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该苎麻能否正常生长？______，原因是_________________________________________。
(3)为解决苎麻纤维颜色单一和提高苎麻品质，科研人员利用基因工程对苎麻进行了改良，其基本流程如下图。请分析回答下列问题：
①构成质粒的基本组成单位是_______________。
②构建重组质粒时，需要用到_______________________________酶。
③苎麻茎尖细胞通过________________(填生物技术名称)获得完整植株的过程，有力地证明了即使高度分化的细胞仍具有_________性。
【生物—现代生物科技专题】下图是利用基因工程和植物组织培养技术获得新植株的过程，请回答：
（1）农杆菌的Ti质粒分布在细菌细胞的_____________，图中A表示Ti质粒的__________，切割A需要使用__________。
（2）C→D过程需要使用_____________处理，使D处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，这种细胞称为_______________。
（3）培养E需要添加营养物质和植物激素，其目的是诱导细胞通过__________________过程发育为完整植株，培养要求无菌操作的原因是_________________________________________。
（4）植株组织培养过程中，判断愈伤组织是否产生，依据是看是否产生了____________的细胞。
(14分)胰岛素 A、B 链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。 图 1 是该方法所用的基因表达载体,图2 表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程(融合蛋白A、B 分别表示
-半乳糖苷酶与胰岛素 A、B链融合的蛋白)。 请回答下列问题:
(1)图1 基因表达载体中没有标注出来的基本结构是 。
(2)图1 中启动子是 酶识别和结合的部位,有了它才能启动目的基因的表达;氨苄青霉素抗性基因的作用是 。
(3)构建基因表达载体时必需的工具酶有 。
(4) β-半乳糖苷酶与胰岛素A 链或B 链融合表达,可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部,其意义在于 。
(5)溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键,用溴化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的 A 链或 B 链,且β-半乳糖苷酶被切成多个肽段,这是因为 。
(6)根据图2 中胰岛素的结构,请推测每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量。 你的推测结果是 ,理由是 。
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