【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。

【生物——选修3：现代生物科技专题】

下图表示中国科研人员对树鼩精原干细胞进行遗传修饰后，通过自然交配获得世界首只转基因树鼩的过程。请回答下列问题：

(1)培养精原干细胞时，定期更换培养液的目的是防止_______________对自身细胞代谢造成障碍，通入二氧化碳的作用是___________________________。

(2)图中涉及的基因工程的核心步骤是____________，通常采用________技术将GFP基因导入树鼩精原干细胞。

(3)利用PCR技术扩增GFP基因需要_______酶，外源的GFP基因能在树鼩体内表达的原因是______________。

(4)图示过程与通过体外受精培育转基因动物相比，避免了将受精卵移入______中继续培养的麻烦，同时也克服了胚胎发育到________时期进行胚胎移植的难题。

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。

下列甲、乙两图为获得生物新品种的过程示意图。请据图回答下列问题。

（1）检测目的基因是否转录出mRNA的检测方法是采用        技术。

（2）乙图为获得抗虫棉技术的流程。图中将目的基因导入植物受体细胞采用的方法是       。在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（kanR）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。因此，C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入         。

（3）随着科技发展，获取目的基因的方法也越来越多，乙图中的“抗虫基因”是利用甲图中的方法获取，③是在           （填“酶的名称”）作用下进行延伸的。

[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。

玉米是重要的粮食作物，经深加工可生产酒精、玉米胚芽油和果糖等。流程如下：

                                               
（1）玉米秸秆中的纤维素经充分水解后的产物可被酵母菌利用发酵生产酒精。培养酵母菌时，该水解产物为酵母菌的生长提供_____   _ 。发酵过程中检测酵母菌数量可采用             法或稀释涂布平板法计数。

（2）玉米胚芽油不易挥发，宜选用__   _____法或____法从玉米胚芽中提取。

（3）玉米淀粉经酶解形成的葡萄糖可在葡萄糖异构酶的作用下转化成果糖。利用________技术可使葡萄糖异构酶重复利用，从而降低生产成本。

（4）利用PCR技术扩增葡萄糖异构酶基因时，需用耐高温的__      _____催化。PCR技术一般要经历三十次以上的循环，每次循环包括变性、_______ 和 _______ 三步。

36【生物---选修3：生物科学技术】（15分）

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，利用牛的乳汁生产血清白蛋白，既提高了产量，又有了安全保障。下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据下图回答：

（1）上述过程涉及到的生物技术有                                   （至少答3个）。

（2）一般情况下，良种奶牛所产生的能用于体外受精的卵母细胞往往数量不足，请举出一种可以获得更多卵母细胞的方法：  　　　　　　                     。

（3）图中①一般经                （酶）处理可以得到③，在①→③的培养过程中，需向培养液中通入一定量的CO₂，其目的是                        　。

（4）在胚胎发育过程中，囊胚时期的　　          　　　细胞将发育成幼体的各种组织。

（5）③到⑥体现了                      。要实现⑥批量生产血清白蛋白，则要求①的性别是              。

附1：命题双向细目表

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            。

（1）玉米秸秆中的纤维素经充分水解后的产物可被酵母菌利用发酵生产酒精。培养酵母菌时，该水解产物为酵母菌的生长提供________。发酵过程中检测酵母菌数量可采用_______法或稀释涂布平板法计数。

（2）玉米胚芽油不易挥发，宜选用_______法或________法从玉米胚芽中提取。

（3）玉米淀粉经酶解形成的葡萄糖可在葡萄糖异构酶的作用下转化成果糖。利用________技术可使葡萄糖异构酶重复利用，从而降低生产成本。

（4）利用PCR技术扩增葡萄糖异构酶基因时，需用耐高温的_______催化。PCR一般要经历三十次以上的循环，每次循环包括变性、_______和_______三步。

（1）体内DNA复制过程中用解旋酶打开双链DNA，而PCR技术中应用__________。

（2）Taq DNA聚合酶是从水生耐热细菌Taq中分离的。

①Taq DNA聚合酶的功能是催化脱氧核苷酸之间形成____________________。

②Taq DNA聚合酶的化学本质为蛋白质，可用________法和__________法进行分离。

（3）相对于细菌分离，DNA分子的分离和提取操作要复杂的多。

①在DNA提取中两次用到蒸馏水，其目的分别是____________、_____________。

②实验中能否以哺乳动物成熟的红细胞为实验材料？为什么？__________________。

（4）与体内DNA复制相比较，PCR反应要在________________中才能进行，并且要严格控制________条件。

（5）PCR中加入的引物有____________种，加入引物的作用是作为______________________的起点。