人的血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大，通常从人血中提取。但艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。如果应用基因工程和克隆技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，那么利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白就成为可能。其大致过程如下：

Ⅰ.采集良种供体奶牛的卵母细胞和精子，通过体外受精，形成受精卵；

Ⅱ.将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵，形成重组细胞；

Ⅲ.电脉冲刺激重组细胞，促使其形成早期胚胎；

Ⅳ.将胚胎移植到受体母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。

请回答下列问题：

(1)实验步骤Ⅰ中，在体外受精前，需要对奶牛的精子进行________处理。受精时，往往一个卵母细胞只能和一个精子结合，受精过程中防止多精入卵的生理反应包括________________________________________________________________________。

(2)实验步骤Ⅱ中，将人的血清白蛋白基因导入奶牛受精卵最为有效的方法是________。导入基因前，需要将血清白蛋白基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，这一步骤的目的是__________________________________________________________________________________。

(3)实验步骤Ⅲ中,进行动物早期胚胎的体外培养时,培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还要添加_____和动物血清。

(4)实验步骤Ⅳ中，应选择性别为________的奶牛胚胎进行移植。

下图为吉林大学农学部奶牛繁育基地成功培育出的一头携带转入赖氨酸基因的克隆牛“织女”的大致过程，请据图回答问题:

嗜热菌可以生活在98℃的高温环境中，研究发现其耐热性与基因H的表达产物有关。下图表示某研究小组利用大肠杆菌对H基因实行的克隆和表达过程，其中NdeⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ、SalⅠ四种限制酶的识别序列和酶切位点分别为CA^↓TATG、G^↓AATTC、A^↓AGCTT、G^↓TCGAC。请分析回答：

(1)图中的结构A是________，其主要作用是________。一个完整的基因表达载体组成，除了质粒1中所示结构以外，还应该含有________。

(2)用图中质粒1和H基因构建重组质粒，应选用________两种限制酶进行切割，影响限制酶处理效果的因素可能有________(多选)。

①反应温度 ②缓冲液pH ③限制酶的浓度 ④DNA样品的纯度

(3)实验中发现，重组质粒导入大肠杆菌后H基因的表达效率很低，但在含有质粒2(辅助性质粒)的细胞中，H基因可以高效表达。为了筛选出转入了两种质粒的受体菌，应在筛选平板培养基中添加________，整个实验过程应保持________操作。

(4)PCR反应中引物的设计非常关键，据图分析，扩增H基因时应选择的一对引物是________。

A.引物Ⅰ：···GGGAATTC···；引物Ⅱ：···CTCATATG···

B.引物Ⅰ：···GAATTCCC···；引物Ⅱ：···CATATGAG···

C.引物Ⅰ：···GGAAGCTT···；引物Ⅱ：···AAGCTTCC···

D.引物Ⅰ：···CTCATATG···；引物Ⅱ：···AAGCTTAAGCTT···

北极比目鱼中有抗冻基因，下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，请回答：

（1）利用过程①的方法构建的基因文库是________，除了从基因文库中获取目的基因以外，常用的获取目的基因的方法还有________和________。

（2）过程②中常需要使用限制酶和DNA连接酶，既能连接黏性末端又能连接平末端的DNA连接酶是_________________________。

（3）为使过程①获取的目的基因在番茄细胞中能够表达，在构建表达载体时，需要将目的基因插入_____________，并且需在目的基因的首端和尾端分别加入___________、__________。

（4）此题中将目的基因导入受体细胞的方法是_____________。

（5）要检测番茄的DNA上是否插入抗冻基因，应以_______________为探针，与番茄基因组DNA杂交；要确认抗冻基因是否在转基因番茄植株中正确表达，应通过_____________法检测转基因番茄植株中该基因的表达产物是否呈阳性。

研究人员从血管内皮瘤中发现了一种新的血管增生抑制剂——内皮抑素，它能有效地抑制血管增生。下面是获得重组内皮抑素的方法，请分析回答下列问题。

（1）从肝细胞中分离出相应的RNA，经________法，获得内皮抑素基因，再经________过程进行扩增，以获得更多的目的基因。

（2）扩增的目的基因与pUC18质粒(如图所示)都用EcoR Ⅰ和BamH Ⅰ进行双酶切，然后用DNA连接酶进行连接，构建重组质粒。双酶切不仅能避免了目的基因与载体的自身环化以及________连接，还减少了目的基因与目的基因、载体与载体的连接，提高了重组质粒的比例。

（3）大肠杆菌pUC18质粒的LacZ基因中如果没有插入外源基因，LacZ基因便可表达出β-半乳糖苷酶，当培养基中含有IPTG和X—-gal时，X-—gal便会被β-半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落。反之，则形成白色菌落。选择培养基中除含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子等营养物质外，还应加入的物质有________和氨苄青霉素。成功导入重组质粒的大肠杆菌在培养基中形成________颜色的菌落，原因是_________________________。

（4）从选择培养基中挑取所需的单个菌落接种于液体培养基中培养，获得粗提表达产物。将等量毛细血管内皮细胞接种于细胞培养板，37 ℃培养。将等量不同浓度的粗提表达产物加进培养孔中，72 h后在显微镜下观察细胞存活情况并统计(或记录)活的内皮细胞数目，实验结果如下表所示。实验结果说明_______________________________________________________________。

含有限制酶的细胞中通常还具有相应的甲基化酶，这两种酶对DNA分子有相同的作用序列，但具有不同的催化功能。甲基化酶可以对DNA序列进行修饰，使限制酶不能对这一序列进行识别和切割。回答下列问题

（1）目前，基因工程中使用的限制酶主要是从                生物中分离纯化获得的。构建“基因组文库”和“cDNA文库”的过程中需要使用DNA连接酶的是                （填“基因组文库”,“cDNA文库”或“基因组文库”和“cDNA文库”）

（2）含有某种限制酶的细胞，可以利用限制酶切割外源DNA，但不破坏细胞自身的DNA,其原因可能有①                ；②                。

（3）利用PCR扩增目的的基因的过程由高温变性（90~95°C）,低温复性（55~60°C），适温延伸（70~75°C）三个步骤构成一个循环，为使得DNA聚合酶能够重复利用，选用的酶应在                °C处理后仍然具备催化活性。

（4）在PCR扩增目的基因时，为实现序列中的腺嘌呤被放射性同位素标记，反应体系中添加的原料应包括碱基已被标记的                （填“腺嘌呤核糖核苷酸”，“dATP”或“ATP”）.

兔肝细胞中的基因E编码代谢甲醛的酶，拟利用基因工程技术将基因E转入矮牵牛中，以提高矮牵牛对甲醛的代谢能力，请回答：

（1）从兔肝细胞中提取mRNA，在_________________酶的作用下形成互补DNA，然后以此DNA为模板扩增得到基因E。在相关酶的作用下，将基因E与Ti质粒连接在一起，形成_____________，再导入用氯化钙处理的_________，侵染矮牵牛叶片。将被侵染的叶片除菌后进行培养，最终得到转基因矮牵牛。其中培养过程正确的是______（A.叶片在含适宜浓度生长素的培养基上分化形成愈伤组织 B.愈伤组织在含细胞分裂素和生长素配比较高的培养基上形成芽  C.再生的芽在细胞分裂素含量较高的培养基上生根    D.愈伤组织在含适宜浓度植物生长调节剂的培养基上脱分化形成再生植株）。

（2）取转基因矮牵牛叶片，放入含MS液体培养基和适宜浓度甲醛且密封的试管中。将试管置于___________上，进行液体悬浮培养液。一段时间后测定培养基中甲醛的含量，以判断基因E是否在转基因矮牵牛中正常表达。培养过程中液体培养基的作用：一是提供营养；二是___________________________，从而使叶片保持正常的形态。

图1

(1) 过程②中常用____技术将目的基因导入受精卵,受精过程中精子头部接触卵细胞膜时产生____反应,以防止多精入卵。 

(2) 过程⑤在精核与卵核融合之前,用微型吸管吸除雄核,再用细胞松弛素B处理(作用类似于用秋水仙素处理植物细胞),处理后的受精卵可发育成猕猴。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是_________________。 

(3) ⑦过程通过____技术实现,在个体水平上检测GFP基因是否表达的方法是______________。 

(4) 胚胎工程中通常需要鉴定胚胎性别,如利用SRY—PCR技术鉴定,鉴定时需以Y染色体上的SRY基因(性别决定基因)的一段序列设计引物,用被测胚胎DNA作模板进行PCR扩增。根据SRY基因序列设计的引物长度一般为20~24个核苷酸,其不宜过短的原因主要是_。 

图2　　　　　　　　　　　　

下面是一项“利用转基因番茄生产人胰岛素的方法”的专利摘要，请回答：

本发明利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素。所用的人胰岛素基因是依据植物偏爱密码子的原则来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成，并且在C端加上KDEL的内质网滞留序列，避免胰岛素在植物细胞中的降解。将该基因置于CaMV 35S启动子和果实专一性启动子2A12的驱动之下通过农杆菌介导的方法转入番茄中，在番茄的果实中表达人胰岛素。

  （1）此基因工程中的目的基因是________________________，将人工合成的DNA片段拼接在一起，所需要的酶有________________________________。

  （2）要想在体外获得大量该目的基因的片段，可以采用_________技术。

  （3）试分析在C端加上KDEL的内质网滞留序列，为什么可以避免胰岛素在植物细胞中的降解？_____________________________________________________。

  （4）用目的基因与农杆菌的Ti质粒结合构建表达载体，该表达载体的组成中不应含有的是_________（从下列选项中选择）。

①目的基因  ②CaMV 35S启动子 ③果实专一性启动子2A12  ④RNA引物 

⑤标记基因  ⑥T-DNA           ⑦RNA聚合酶基因片段     ⑧终止子

我国一科研团队将小麦液泡膜Na+/K+逆向转运蛋白基因（TaNHX2基因）转移到水稻细胞内，获得了转基因耐盐水稻新品种。回答下列有关问题：

（1）为保证目的基因在水稻细胞中能够表达，运载体上应含有特定的_______________（复制原点、启动子、标记基因）。

（2）水稻的转化过程为：将水稻幼胚接种到诱导培养基上，经过________过程，培养出________________________，然后用______________________法，将目的基因和相关功能片段整合到愈伤组织细胞的染色体DNA上，最后诱导形成水稻植株。

（3）为验证外源基因整合到水稻基因组后是否转录，可从转基因植株的细胞中提取所有mRNA并反转录成______________________，再以反转录产物为模板，进行基因扩增。若以根细胞为材料扩增结果为阳性（有产物生成），以叶细胞为材料扩增结果为阴性（无产物生成），则说明_______________________________________________________________

（4）将生长至4叶期的转基因幼苗转入____________________溶液中培养，进行耐盐试验，用非转基因幼苗作为对照。培养30天后观察现象，若___________________则说明转基因植株获得了耐盐特性。