【生物——选修3：现代生物科技专题】

 重症联合免疫缺陷病（SCID）患者先天腺苷酸脱氨酶（ada）基因缺乏，患者不能抵抗任何微生物的感染，只能在无菌条件下生活。下图表示运用现代技术治疗SCID的过程：

请回答：

（1）①过程表示从携带人正常ada基因的细菌群中获得并扩增ada基因。PCR扩增与细胞内DNA复制过程中解开DNA分子双螺旋的方法不同，前者通过________解旋，后者通过________解旋。

（2）在上述实例中，携带人正常ada基因的细菌相当于________，充当“分子运输车”的是________，受体细胞是________，这种治疗方法称为________。

（3）大部分物种的基因能拼接在一起是因为基因是________的片段。

（4）由于过程③中分离出来的细胞具有________的特点，因而可以分化为包括造血干细胞在内的任何一种组织细胞。

抗凝血酶Ⅲ蛋白是一种血浆糖蛋白，临床上主要用于血液性疾病的治疗。凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶。下列是生产这两种酶的相关思路，请回答下列问题：

（1）图1为通过培育转基因奶牛获得抗凝血酶Ⅲ蛋白的流程。

①图中过程a指的是利用________法将目的基因导入受精卵，受体细胞不选用体细胞的理由是________________。

（2）从牛胃液中分离得到的凝乳酶以其催化能力强而被广泛应用，研究人员运用基因工程技术，将编码该酶的基因转移到了微生物细胞中。

①从牛胃细胞中提取目的基因。以此DNA为模板进行PCR扩增，还需要____________、____________、____________等。

②为提高重组DNA分子的比例，在构建重组DNA分子（如图2所示）时最好选用______________作限制酶。

③经研究发现，如果将该凝乳酶的第20位和24位氨基酸变为半胱氨酸，则其催化能力将提高2倍。现已知通过蛋白质工程可生产高效凝乳酶，请写出有关制备步骤：________________________。

2015年，屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法获奖。工业上青蒿素一般从青蒿植株中提取，产量低，价格高。基因工程及细胞工程等为培育出高青蒿素含量的青蒿提供了思路。科学家先通过紫外线处理大量青蒿幼苗后，偶然发现一株高产植株。通过基因测序发现该高产植株控制青蒿素合成相关的一种关键酶的基因发生了突变。

（1）提取了高产植株的全部DNA后，要想快速大量获得该突变基因可以采用PCR技术，该技术的原理是______________________。

（2）如果用青蒿某个时期mRNA反转录产生的双链cDNA片段，用该双链cDNA进行PCR扩增，进行了30个循环后，理论上可以产生约为__________个DNA分子，该双链与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫做青蒿的___________________，获得的cDNA与青蒿细胞中该基因碱基序列___________（填“相同”或“不同”）。

（3）将获得的突变基因导入普通青蒿之前，先构建基因表达载体，图1、2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答：

用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是_____________________________________，构建好的重组质粒在其目的基因前要加上特殊的启动子，启动子是_________________识别结合的位点。

[生物—选修3：现代生物科技专题]

下图是转基因猕猴培育过程示意图，请据图回答：

（1）获取绿色荧光蛋白基因的方法包括________、利用PCR技术扩增目的基因和用化学方法直接人工合成等。基因工程的核心步骤是________（用图中数字表示），②过程常用的方法是________。

（2）PCR技术扩增目的基因的原理为________。扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，根据这一序列设计并合成________。

（3）图中过程⑦称为________，所用的早期胚胎通常是发育至________期的胚胎，受体雌猴对移入子宫的外来胚胎不会发生________反应，这为胚胎在受体雌猴内的存活提供了可能。

2015年，屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法获奖。工业上青蒿素一般从青蒿植株中提取，产量低，价格高。基因工程及细胞工程等为培育出高青蒿素含量的青蒿提供了思路。科学家先通过紫外线处理大量青蒿幼苗后，偶然发现一株高产植株。通过基因测序发现该高产植株控制青蒿素合成相关的一种关键酶的基因发生了突变。

（1）提取了高产植株的全部DNA后，要想快速大量获得该突变基因可以采用PCR技术，该技术的原理是___________________，需要的条件有___________________________________________。

（2）如果用青蒿某个时期mRNA反转录产生的双链cDNA片段，该双链与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫做青蒿的       _。

（3）将获得的突变基因导入普通青蒿之前，先构建基因表达载体，图1、2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答：

用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因________________________________________________________________________，构建好的重组质粒在其目的基因前要加上特殊的启动子，启动子是_______________________________识别结合位点。

（4）检测目的基因是否表达出相应蛋白质，应采取________________________________________技术。

[选修模块3：现代生物科技专题]

请回答基因工程方面的有关问题：

(1)利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似（如下图所示）。图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。

①从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为    。

②在第     轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。

(2)设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物（只标注了部分碱基序列）都不合理（如下图），请分别说明理由。

①第1组：                                       ； 

②第2组：                                       。

(3) PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能，这是因为                             。

(4)用限制酶EcoRV、Mbol单独或联合切割同一种质粒，得到的DNA片段长度如下图(1kb即1000个碱基对)，请在答题卡的指定位置画出质粒上EcoRV、Mbol的切割位点。

[生物——选修3：现代生物科技专题]

下图1为某种常用质粒的序列图，Lac Z基因编码的酶能使无色的X—gal变为蓝色，Amp^r为氨苄青霉素抗性基因。图2为目的基因的序列及其相关限制酶的识别序列。请回答下列问题：

（1）若要筛选成功导入目的基因的重组质粒，培养基中应加入的物质有________和________，构建重组质粒时需要的工具酶有________，对获取的目的基因可用________技术对其扩增。

（2）实验小组用BamHⅠ和BlgⅡ两种限制酶切割目的基因和质粒，构建重组质粒后导入大肠杆菌中，在筛选重组质粒的培养基上，若大肠杆菌菌落显蓝色，说明导入了________；若大肠杆菌菌落显白色，说明导入了________。没有导入任何外源DNA的大肠杆菌________（填“能”或“不能”）在该培养基上生存。

（3）将若干个质粒和目的基因用BamHⅠ和BlgⅡ两种限制酶切割后，用DNA连接酶相连，然后再用BamHⅠ和EcoRⅠ切割成功连接后的产物，获得了长度为0.7kb、2.8kb、1kb和2.5kb四种长度的DNA片段，则目的基因的长度为________kb（已知目的基因的长度大于1kb，1kb＝1000个碱基对）。

[生物——选修3现代生物科技专题]

自然条件下，哺乳动物不发生孤雌生殖。2014年3月，云南农大科研团队把猪卵母细胞进行人为的孤雌激活处理，使其发育成胚胎，移植到代孕母猪体内，获得世界上第一批成活的孤雌生殖克隆猪。这种克隆猪不同于核移植获得的克隆猪，现将两种技术进行比较。

（1）      图中过程①②③④是获得孤雌克隆猪的技术流程，那么获得核移植克隆猪的技术流程是过程     （填序号）。

（2）孤雌生殖克隆猪仍然是二倍体生物，但由于缺少          方亲本基因，导致其生长发育中出现多种问题，但给研究者提供了很好的材料。

（3）孤雌激活处理其实质是要激活卵母细胞        ，使其发育成早期胚胎，得到克隆猪。

（4）体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞，需要选择            时期的卵母细胞，并用微型吸管吸出                    。

（5）早期胚胎移植时，必需移植到同种              的其他雌性动物子宫中，才可能移植成功。

（6）可以从良种不同的克隆猪中提取mRNA进行研究，也可通过        方法得到多种cDNA，并通过              技术扩增产物。

生产实践中应用的菌种主要来土壤,从土壤中分离微生物的一般实验流程是：土壤収样—选择培养—梯度稀释—鉴別培养。请回答：

（1）欲从土壤中分离纤维素分解菌，最好选择在      环境中采集土样，所选择的培养基应以       作为唯一碳源。

（2）Taq耐热菌的发现和分离为基因工程的发展作出了突出贡献。分离Taq耐热菌所需要的特殊培养条件是             ，在生物休内进行DNA复制所必需而PCR技术中不需要的酶是             。

（3）下图是纯化微生物培养的效果图。请冋答：

①先配制好的培养基在接种前都要进行             灭菌，在整个微生物的分离和培养过程中，一定要注意在            条件下进行。

②获得图A效果的接种方法是            ,获得图B效果的接种方法是            。

【生物——选修3：现代生物技术专题】

下图是利用基因工程培育抗虫棉的过程：

请回答下列相关问题：

（1）获得的Bt毒蛋白基因可通过PCR技术扩增，扩增Bt毒蛋白基因需要的成分包括DNA母链、________、DNA聚合酶以及引物，加入的DNA聚合酶应具有________的特点，加入引物的作用是________。PCR一般要经过三十多次循环，每次循环可以分为变性、复性和________三步。

（2）过程①表示________，过程③表示________。确定抗虫棉植株具有抗虫特性的方法是________。