【生物——选修3现代生物科技专题】

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______基因组文库（填“大于”、“等于”或者“小于”）．

（2）（2）①过程提取的DNA需要__________的切割，B过程是______________．

（3）（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）（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．

A（选修一生物技术实践专题）

有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出高效降解原油的菌株。回答下列问题：

（1）在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以________为唯一碳源的固体培养基上，从功能上讲，该培养基属于________培养基。

（2）为选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈大小，分解圈大说明该菌株降解能力________。

（3）纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即________和________。

（4）为避免培养液中菌体浓度过高，需将培养液进行________处理。为了排除________，需设置接种等量无菌水的培养基作为空白对照。

（5）在微生物培养过程中实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和________。

B（选修三现代生物科技专题）

转基因水稻“金色大米”可以帮助人们补充每天必需的维生素A。由于含有可以生成维生素A的β－胡萝卜素，呈现金黄色泽，故称“金色大米”。培育流程如下，请据图回答：

备注：已知限制酶I识别序列和切点是；限制酶II的识别序列和切点是－CTAG↑－

（1）图中a、b所示获得目的基因的方法是________；能在短时间内得到大量目的基因的方法是________。培育“金色大米”基因工程操作四步中，核心步骤是________。

（2）据图分析，在构建c的过程中，目的基因用限制酶________（填I或II）进行了切割。

（3）将重组质粒c导入番茄细胞常用的方法是________，该方法的实施与番茄叶片受损后分泌的________化合物有关。检测转化成功的番茄植株，可采用________技术检测目的基因在番茄体内是否成功翻译。

（4）若希望该转基因水稻生产的“金色大米”含β－胡萝卜素量更高、效果更好，则需要通过_______工程手段对合成β－胡萝卜素的相关目的基因进行设计。

【生物—选修3：现代生物科技专题】

  科学家从病死的家禽和候鸟体内分离到了H5N1禽流感病毒，用以生产可以预防和治疗禽流感的抗体，下图为单克隆抗体制备过程示意图，图中A～G分别表示生物技术或细胞名称，请回答有关问题：

（1）若A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B细胞是取自＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的细胞，C过程不同于诱导植物原生质体融合的常用诱导因素是＿＿＿＿＿＿。

（2）假设仅考虑某两个细胞的融合，则可能形成3种类型的D细胞，因此需用＿＿＿＿培养基筛选出＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的E细胞用于培养。

（3）在动物细胞培养过程中培养液中必须通入O₂和CO₂，通入CO₂的目的是＿＿＿＿。随着细胞分裂次数的增多，就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的＿＿＿＿，需要用胰蛋白酶等处理使细胞从瓶壁上分离下来。

（4）如果将单克隆抗体基因导入奶牛受精卵，再通过早期胚胎培养和＿＿＿＿＿＿＿＿，可获得多头奶牛，从而从乳汁中提取更多的抗体；欲获得活性更强的抗体，可通过＿＿＿技术对基因进行修饰，以实现目的。

【生物——选修3：现代生物科技专题】阅读如下资料：

资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。

资料乙：T₄溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码T₄溶菌酶的基因进行了改造，使其表达的T₄溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T₄溶菌酶的耐热性。

回答下列问题：

（1）资料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用             法。在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是：农杆菌感染植物后，将             转移到受体细胞中。

（2）资料乙属于           工程的范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对              进行改造，或制造一种新蛋白质的技术。在该实例中，引起T₄溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的            序列发生了改变。

请回答有关下图的问题：

                                                                        图1                                                                                                      图2

(1)图1中①～⑤所示的生物工程称为蛋白质工程。该工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过对________的修饰或合成，对现有蛋白质进行改造，或制造出一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。

(2)图1中④所示过程叫作________，该过程遵循的碱基互补配对原则不同于翻译过程的是________(请将模板链上的碱基写在前面)。

(3)如图2所示为一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，在基因尾端还必须有[2]________；图中[3]________的作用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。

(4)若预期蛋白质欲通过乳腺生物反应器生产，则构建基因表达载体时，图2中序号[1]代表的是乳腺蛋白基因的________；且在图1中⑨过程之前，要对精子进行筛选，保留含性染色体______的精子。

(5)为获得较多的受精卵进行研究，图1中⑥过程一般用激素对供体做________处理；为提高培育成功率，进行⑩过程之前，要对供、受体动物做________处理。若图1中的卵母细胞来自从屠宰场收集的卵巢，则其在⑧之前需进行体外培养，到________期方能进行受精。

(6)用________技术处理发育到________期或囊胚期的早期胚胎，可获得同卵双胎或多胎。若是对囊胚进行处理，则要注意将________均等分割。

2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白（GFP）方面做出突出贡献的科学家。绿色荧光蛋白能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光，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。下图为我国首例绿色荧光蛋白（GFP）转基因克隆猪的培育过程示意图，据图回答：

注：图中通过过程①、②形成重组质粒，需要限制性内切酶切取目的基因、切割质粒。限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G^↓GATCC—，限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—^↓GATC—。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点。

（1）在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来       ，理由是：                                                                  。

（2）过程③将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时，采用最多的方法是              。

（3）如果将切取的GFP基因与抑制小猪抗原表达的基因一起构建到载体上，GFP基因可以作为基因表达载体上的标记基因，其作用是          。获得的转基因克隆猪，可以解决的医学难题是，可以避免                。

（4）目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白，黄色荧光蛋白等，采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是：      （用数字表示）。

①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸

②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列

③蓝色荧光蛋白基因的修饰（合成）

④表达出蓝色荧光蛋白。

蛋白质工程是指根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计、生产的过程。下图是蛋白质工程的基本途径，试回答下列有关问题：

(1)图中③过程的主要依据是每种氨基酸都有其对应的________，后者位于________分子上，其上的核苷酸序列与基因中的脱氧核苷酸序列之间存在着________关系。

(2)通过③过程获得的脱氧核苷酸序列不是完整的基因，要使这一序列能够表达、发挥作用，还必须在序列的上、下游加上________和________，完成④过程需要涉及________技术。

(1)转录的起始部位称为________，是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶________的部位。

(2)该基因来自________(填“基因组文库”或“cDNA文库”)，该文库包括该生物的________(填“全部”或“部分”)基因。

(3)翻译时与密码子发生碱基互补配对的是________上的反密码子，该物质的主要功能是________。

(4)基因工程在原则上只能产生________的蛋白质。蛋白质工程是以蛋白质分子的________及其与生物功能的关系作为基础。

如图是利用影印培养技术证明大肠杆菌产生抗链霉素突变基因的实验。具体方法是：

①首先把大量对链霉素敏感的大肠杆菌涂布在不含链霉素的平板1的表面，待其长出密集的小菌落后，用影印法接种到不含链毒素的培养基平板2上，随即再影印到含有链霉素的培养基平板3上。经培养后，在平扳3上出现了个别抗链霉素的菌落。

②对培养皿2和3进行比较，在平板2上找到平板3上那几个抗性菌落的“孪生兄弟”。

③把平扳2上与平板3上菌落相应的—个部位上的菌落挑至不含链霉素的培养液4中，经培养后，再涂布在平板5上。

④重复以上各步骤，最后在试管12中获得了较纯的抗性菌落。

请根据以上材料回答下列问题：

(1)大肠杆菌的同化作用类型为________，与酵母菌相比，大肠杆菌细胞在结构上的主要特点是____________________________。

(2)从培养基的功能上看，含有链霉素的培养基属于________培养基。若在培养皿的培养基中加入伊红和美蓝，则培养皿中长出的菌落颜色表现为________________________。

(3)大肠杆菌抗链霉素基因存在于细胞的________结构上，而与生长、繁殖和遗传有关的基因主要存在于________中。

(4)3号、7号、11号培养基中加入链霉素的作用是_____________________________________________________，3号培养皿中的菌落比1号、2号中的菌落少很多，这说明了________________________________________。

40[生物——选修3：现代生物科技专题]

白细胞介素－2(IL－2)，在人体中是由免疫细胞合成并分泌的一种糖蛋白，对机体的免疫应答和抗病毒感染等有重要作用。传统生产方法成本高、产量低，获得的IL－2在体外不易保存。用生物技术手段可以解决这些问题。请回答相关问题：

(1)利用基因工程生产IL－2，过程是：

①从建立人体外围静脉血分离能合成IL－2的免疫细胞，从中提取________，经逆转录获取目的基因，此过程需要的原料是________________。

②用限制酶处理载体和目的基因后，用DNA连接酶处理，形成重组载体，该载体的化学本质是________。该步骤是基因操作的核心，称为________________。

③若选择大肠杆菌作为受体细胞，常用的转化方法是用Ca^2＋处理，使其成为________________，再在一定温度下完成转化。

④在培养液中培养一段时间后，经进一步处理获得产物，进行产物鉴定时可采用________________技术。

(2)利用蛋白质工程对IL－2进行改造，基本途径是：预期蛋白质功能→________________→________________→找到对应的脱氧核苷酸序列。

(3)利用细胞工程生产IL－2，思路是：将相应免疫细胞和瘤细胞融合，筛选出________________细胞，经细胞培养可获得大量IL－2。