［生物一选修3：现代生物科技专题］

    现代生物科技不断发展，在治疗人类疾病方面发挥着越来越重要的作用。请回答下列相关问题：

    (1)囊性纤维病是一种遗传病，科学家们设计出基因治疗方法，利用经过修饰的腺病毒作为________，将治疗囊性纤维病的正常基因转入患者的肺组织中，这种直接向人体组织细胞中转移基因的治疗方法叫作________________。

    (2)胰岛素是治疗糖尿病的有效药，天然胰岛素注射后会堆积在皮下，需较长时问才能进入血液，科学家利用______________技术对胰岛素进行改造使其成为速效药，提高了胰岛素的治疗效果。

    (3)单克隆抗体的出现能有效解决传统抗体产量低、特异性差的问题。在其制备过程中，需要进行两次筛选，第一次筛选的目的是筛选出________________；如果将抗癌细胞的单克隆抗体与化学药物结合制成“生物导弹”，注入体内，借助单克隆抗体的________作用，能将药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞。

    (4)ES细胞的形态特征有_____________________________，功能上具有___________________。ES细胞可以治疗由于细胞坏死、退化和功能异常引起的人类疾病，如帕金森综合征，利用ES细胞可以被____________形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化部位得以修复。

回答下列有关基因工程、细胞工程的问题：

（1）基因工程自20世纪70年代兴起后，飞速发展，目前已经成为生物科学核心技术，在农牧业、工业、环境和医药卫生等方面展示出美好的前景。

①植物基因工程：主要用于提高农作物的________以及改良农作物的品质和利用植物生产药物。

②动物基因工程：可以用转基因动物生产药物，科学家将药用蛋白基因与________等调控组件重组在一起，导入哺乳动物的受精卵中，进而培育出转基因动物，在其进入泌乳期后，通过分泌的乳汁获得所需药品，称之为________。

③医药卫生方面：可以利用基因工程生产药物，还可以治疗疾病。治疗遗传病最有效的手段是________。

（2）随着生物科技的进步，植物细胞工程作为一门新兴的生物技术，已经普遍应用于社会生产的方方面面。

①微型繁殖：植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的________，还可以高效快速实现种苗的快速繁殖，选取植物________（部位）进行组织培养可获得脱毒植株，实现作物增产。

②作物新品种的培育：常规育种培育出一个可以稳定遗传的农作物优良品种，一般需要经过5～6年的连续筛选，而________可极大地缩短育种年限；在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于________状态，因此容易产生突变。

③神奇的人工种子：人工种子就是以植物组织培养得到的________（至少答两种）等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子，人工种子在适宜条件下同样能够萌发长成幼苗。

去年冬季我国北方再次爆发流感，专家指出接种流感病毒疫苗仍是预防的有效措施。流感病毒为RNA病毒，M基因编码流感病毒表面抗原（M蛋白）。请回答下列问题：

（1）由病毒RNA通过________________可获得病毒DNA，若要通过PCR技术扩增M基因，前提是设计M基因对应的_____________ 。

（2）构建M基因表达载体所用的工具酶是 ____________________ 。若要将M基因表达载体导入到大肠杆菌细胞内，以大量生产疫苗，通常先用钙离子处理大肠杆菌，其目的是 _______________________。检测M基因是否转录出mRNA的具体方法是使用__________________与提取出的______做分子杂交。

（3）新型疫苗—“DNA疫苗”是将含M基因的重组表达载体直接导入人体内，在人体细胞内通过M基因的表达产生__________，刺激机体通过免疫过程产生_________，以提高机体的免疫能力。

癌症是一种由于基因突变的细胞发生异常大量累积而形成的。癌症基因疗法几乎没有耐药性，因此即使患者在化疗和放疗过程免疫力低下的情况下，也同样可以接受基因治疗。研究人员设计了三种治疗方案：

(1)方案一：研究人员从病人体内提取“T细胞”，利用______________技术在体外完成基因的转移，然后将成功转移的细胞进行______________增加细胞的数量，最后将这些改变了的“T细胞”成功移植回到患者体内，这些改变了的“T细胞”识别攻击癌细胞。

(2)方案二：研究人员利用修饰的腺病毒5号作为______________，将Endostatin基因和Interferon基因等有治疗效果的基因导入癌细胞内。对腺病毒进行修饰的目的是使病毒______________，但能够复制增加相关基因的数量。

(3)方案三：新型基因疗法JG-1是结合CDC6shRNA活性基因和癌抑制基因pl6这两种基因的强有力的疗法。“CDC6shRNA活性基因”的使用原理着眼于癌细胞具有______________的特性，它能消灭在癌细胞里存在的一种被称为CDC6的DNA的复制因子。然后通过pl6来修复抑癌基因Rb路径上的起效机制，并促使癌细胞在刚开始增殖阶段即停止增殖。

(4)对癌细胞进行体外培养时，可以形成_____________________________________________层细胞，这是由于癌细胞的细胞膜表面的糖蛋白减少的原因，使癌细胞培养时不具有原代培养的____________和______________的特点。

20世纪50年代，科学家受达尔文进化思想的启发，广泛开展了人工动植物育种的研究，通过人工创造变异选育优良的新品种。这一过程人们形象地称为“人工进化”。

(1)某农民在水稻田中发现一矮秆植株，将这株水稻连续种植几代，仍保持矮秆，这种变异主要发生在细胞分裂的________________________________________期。

(2)我国科学家通过航天搭载种子或块茎进行蔬菜作物的育种，用空间辐射等因素创造变异，这种变异类型可能属于________、________。与诱变育种方法相比，DNA重组技术最大的特点是________________。

(3)若以某植物抗病高秆品种与感病矮秆品种杂交，选育抗病矮秆品种，其依据的遗传学原理是________________________________。假设该植物具有3对同源染色体，用杂种一代花药离体培养获得单倍体，其单倍体细胞中的染色体(遗传物质)完全来自父本的概率为________。

(4)“人工进化”和自然界生物进化一样，它们的实质都是________________________。

家蚕细胞具有高效表达外源基因能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可以提取干扰素用于制药。

(1)干扰素的化学本质是____________。

(2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的_________和___________之间。

(3)基因表达载体除具备上述条件外，还需具有__________和________等元件。

(4)培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以_________________，增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。

(5)“桑基鱼塘”生态系统能充分利用废弃物中的能量，形成“无废弃物农业”，这主要是遵循生态工程的_________________原理。同时，通过饲养家禽、家畜，栽培食用菌，提高农民经济收入，使保护环境和发展经济相互协调，这又体现了生态工程的___________原理。

如图所示为用农作物①和②两个品种分别培养出④⑤⑥⑦四个品种的过程．



（1）用①和②通过Ⅰ和Ⅱ过程培育出⑤的过程中，由③自交产生的后代中AA bb占的比例为____．
（2）通过Ⅲ和Ⅴ培育出⑤，该方法培育出的个体都（是/不是）______纯合体．
（3）由③培育出的⑥．该个体体细胞中的染色体组数目是________________个．IV过程需要的处理是_______________________________________。
（4）⑤通过Ⅵ过程培育出⑦的过程所依据的遗传学原理___________________．

（1）该技术定向改变了酵母菌的性状，这在可遗传变异的来源中属于______。

（2）从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因，还可采用__________方法获得目的基因。本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的运载体是_________。

 （3）要使运载体与LTP1基因连接，首先要进行切割。假如运载体被切割后，得到的分子末端序列为  则能与该运载体连接的LTP1基因分子末端是_______。

（4）切割完成后，将运载体与LTP1基因连接，连接后得到的DNA分子称为______。

（5）此操作中可以用分别含有青霉素、四环素的两种选择培养基进行筛选，则有C进入的酵母菌在选择培养基上的生长情况是___________。

（除标注外每空1分，共10分）玉米(2N＝20)是重要的粮食作物之一，也是遗传学常用的材料。已知玉米的高秆即易倒伏(A)对矮秆即抗倒伏(a)为显性，抗病(B)对易感病(b)为显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。现有两个纯合的玉米品种甲(AABB)和乙(aabb)，据此培养AAbb品种。根据材料分析回答：

(1)选择玉米作为遗传学实验材料的优点是_________________。（答出两点即可）（2分）

(2)由品种AABB、aabb经过a、b、c过程培育出新品种的育种方式称为________，F2的高秆抗病玉米中杂合子占________。

(3)将图1中F1与另一玉米品种丙杂交，后代的表现型及其比例如图2所示，则丙的基因型为________。

(4)过程e常采用__________由AaBb得到Ab个体。与过程a、b、c的育种方法相比，过程a、e、f的优势是__________ 。

(5)上述育种方法中，最不容易获得矮秆目标品种的是[ ] __________________，原因是_____________________________________________________。

(6)欲使玉米中含有某种动物蛋白成分可采用上述[ ] ____________育种方法。

如图表示水稻育种的一些途径．请回答下列问题:

（1）以矮秆易感稻瘟病（ ddrr）和高秆抗稻瘟病（DDRR）水稻为亲本进行杂交，得F₁，F₁自交产生F₂，F₂中不能稳定遗传的占______，选F₂中的矮秆抗病的水稻植株进行自交，若发生性状分离，则所有子代中的ddRR和ddRr的比是______。

（2）若要在较短时间内获得上述新品种水稻，可选图中______（填数字）途径所用的方法。其中⑦途径的常用方法是____________________，其原理是______________________。

（3）科学工作者欲培育能产生人体蛋白的水稻新品种，应该选择图中______（填数字）表示的途径最为合理可行。该过程的原理是_________________。

（4）图中______（填数字）所表示的育种途径具有典型的不定向性。

（5）科学家培育出了抗旱的水稻新品种，而海岛水稻从来没有出现过抗旱类型，有人打算也培养出抗旱的海岛水稻新品种，但是用海岛水稻与抗旱的陆地水稻进行了多次杂交，始终得不到子代，原因是                                                        。