1、生物1回答下列关于基因工程的问题。口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一种偶蹄动物传染病，目前常用接种弱毒疫苗的方法预防。疫苗的主要成分是该病毒的一种结构蛋白VPI。科学家尝试利用转基因番茄来生产口蹄疫疫苗，过程如下图1所示。图2表示目的基因与pZHZ1质粒构建重组质粒的过程，E、F、G、H分别为A、B、C、D四种不同限制酶的酶切位点。请据图回答。（1）如图1所示，口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，则在过程中，必须用到的酶是 ；在过程中，必须用到的酶是 。（2）图2所示，若限制酶A、B切割出的末端完全不同，那么用这种双酶切的方法构建重组质粒的优点是 。（3）已知质粒pZHZ1的长度为3.7kb，（1kb=1
2、000对碱基)其中EF区域长度为0.2kb，GE区域长度为0.8kb，FH区域长度为0.5kb。现分别用限制酶G、H切割重组质粒pZHZ2样品，结果被酶G切割成1.6kb和3.1kb两个片段，被酶H切割成1.2kb和3.5kb两个片段。据酶切结果判断VPI基因大小为 kb，并将目的基因内部的酶G、酶H切割位点用相应的字母标注在对应位置：（4）过程的培养基中除了加入各种必需营养物质和 等激素外，还需要添加 筛选出含有重组质粒的叶片小段。（5）获得表达VPI蛋白的番茄植株以后，需要进行免疫效力的测定。具体方法是：将转基因番茄叶片提取液注射到豚鼠体内，每半个月注射一次，三次后检测豚鼠血液内产生的 的
3、数量。(1)若用限制酶SmaI完全切割图中含有目的基因D的DNA片段，其产物长度分为 。 若图左DNA分子中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从隐形纯合子中分离出图示对应的DNA片段，用限制酶Sma I完全切割，产物中共有 种不同长度的DNA片段。(2)为了提高试验成功率，需要通过 技术扩增目的基因，以获得目的基因的大量拷贝。在目的基因进行扩增时，加入的引物有A、B两种，若该目的基因扩增n代，则其中含有A、B引物的DNA分子有 个。(3)若将图中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是 。(4)为了筛选出成功导入含目的基因D
4、的重组质粒的大肠杆菌，首先将大肠杆菌在含 的培养基上培养，得到如图示的菌落。再将灭菌绒布按到培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布按到含 的培养基上培养，得到如图2的结果（空圈表示与图1对照无菌落的位置）。挑选目的菌的位置为 _ 。32012年诺贝尔生理学或医学奖授予两位在细胞核重编程领域有重大贡献的科学家。科学家把c Myc等4个关键基因通过逆转录病毒载体转入小鼠的成纤维细胞，使其变成诱导多能干细胞iPS细胞，这意味着未成熟的细胞能够发展成所有类型的细胞。（1）基因工程中经常使用的工具酶是_常用的载体除了动植物病毒外还有_和_。（2）若想增强载体病毒颗粒的感染性，可利用_技术改造病毒外壳蛋白
5、，直接对_进行操作。（3）应用_技术得到重组细胞，激活重组细胞发育成早期胚胎，使用从_中获得的胚胎干细胞，在培养中根据需要加入相应的小分子物质以促进其_得到各种组织器官，用于治疗某些疾病，这种技术称为_。（4）iPS细胞的获得不使用胚胎细胞或卵细胞，也不诱导发育成个体，因此不会像生殖性克隆一样引发_问题。（5）iPS细胞在体外已成功地被诱导分化为神经元细胞、神经胶质细胞、心血管细胞和原始生殖细胞等，究其本质原因是基因_的结果。4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。从理论上推
6、测,第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为 。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。第1组: ;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、Mbo单独或联合切割同一种质粒,得到的DNA片段长度如下图(1 kb即1 000个碱基对),请画出质粒上EcoRV、Mbo的切割位点。5下图是制备分泌抗X抗体的过程，根据图解回答问题：（1）给小鼠注射抗原的目
7、的是 _ 。（2） 在单克隆抗体制备过程中之所以选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞，是因为它们融合后的杂交瘤细胞具有 的特性。（3）由图中可看出，单克隆抗体制备运用了 和 的动物细胞工程技术手段，前者常用的与植物原生质体融合不同的诱导剂是 。（4）动物细胞培养液的配方通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素等，与植物细胞培养基不同的是，还含有 。（5）在动物细胞融合过程中，需要将所选取的组织细胞离散开，以利于细胞融合，可用 处理所选组织细胞使之散开。（6）图中有两次筛选过程，其中步骤的目的是筛选出 ，步骤的目的是筛选出 。（7）与传统从血清提取的抗体相比，单克隆抗体的优点是 。6（14分）以下是科学家采
8、用不同方法培育良种牛的过程，a-h为操作过程，请据图回答有关问题：ab公牛良种奶牛牛精子激素处理卵细胞受精卵外源基因转基因牛Dh母牛子宫A、B牛C牛cdefg（1）“试管牛”技术的操作流程是 （填字母）。（2）图中数字标号代表的结构名称是滋养层 ， ，其中 （添序号）处的细胞属于胚胎干细胞，形态上体积小，核大，核仁明显，功能上 。（3）d操作的名称是 ，受体子宫内胚胎发育的过程中，细胞不断分裂，其分裂方式为 。图中用到的激素是 。（4）在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意 ，以免影响胚胎的恢复和进一步发育。（5）受体母牛必须和供体牛属于 。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是 。（6）A
9、、B牛的基因型是否相同？ 7埃博拉病毒（EBO）呈纤维状，EBO衣壳外有包膜，包膜上有5种蛋白棘突（VP系列蛋白和GP蛋白），其中GP蛋白最为关键，能被宿主细胞强烈识别。请回答下列问题：（1）基因疫苗指的是DNA疫苗，要获得编码GP蛋白抗原的基因疫苗，首先要提取出病原的RNA，并将RNA_形成DNA。要大量获得表达特异抗原的基因，可采用_进行扩增。（2）以GP蛋白作为疫苗比基因疫苗更安全，其原因是GP蛋白自身没有感染力，但保留有_。为了从牛分泌的乳汁中生产GP蛋白，在基因导入牛的_（受体细胞）前，基因的首端必须含有使其特异性表达的_，才能驱动转录过程，这种通过分泌乳汁来生产所需要的药品的转基因
10、动物称为_。转基因牛是否培育成功，可以通过_技术从分子水平进行检测。（3）科研人员利用经EBO免疫后小鼠的_与鼠的癌细胞进行融合，筛选培养后可以获得纯净的单一品种抗体，其特点是_，可以用此抗体与药物制成“生物导弹”，抗击EBO。 (4)-抗胰蛋白酶是一种糖蛋白，一般不用传统的转基因大肠杆菌生产，因为_。9我国基因工程药物的研制和生产发展迅猛。目前科学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品，大致过程如图所示： （1）哺乳动物的体外受精主要包括_、_和受精等几个主要步骤。若要充分发挥优良母畜的繁殖潜能，可给供体注射_，使其排出更多的卵子。（2）在过程C
11、中需要用到的工具酶有_。要使人的药用蛋白基因在奶牛乳腺细胞中特异性表达，完整的基因表达载体要包括目的基因、_、标记基因等部分。（3）d过程常用的方法是_，e过程的名称为_。（4）若要一次获得多只完全相同的转基因牛，应采用_技术，通常选择_的桑椹胚或囊胚。（5）早期胚胎发育的几个阶段：受精卵_期桑椹胚囊胚_。10、生物技术是一把双刃剑，既可以造福人类，也可能使用不当给人类带来灾难。请回答下列有关生物技术的安全性和伦理性问题：（1）由于科学发展水平的限制，在转基因生物中，有时候会出现一些人们意想不到的后果，引发了人们在食物安全、生物安全和 安全三个方面发生了激烈的争论。（2）在转基因生物或产品研究
12、过程中，绝大多数科学家都能自觉遵守科学研究道德。如对外源DNA进行认真选择，避免产生对人体有毒性或过敏的 。（3）为解决不孕夫妇的生育问题而出现了试管婴儿技术，而2002年，英国一对夫妇通过设计试管婴儿，利用新生儿脐带血中造血干细胞，挽救患地中海贫血症的男孩。这两项技术的区别是 不需要经过基因检测。、2015年3月，柴静的纪录片穹顶之下引发了全国人民对雾霾的关注和讨论。生态环境与生态经济再次推上舆论的焦点。建设社会主义新农村的关键是构建和谐社会，发展生态农业，走可持续发展之路。下图为某地一生态工程建设模式图，请据图回答有关问题：（4）生态经济：使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统
13、的生产原料，从而实现废弃物的资源化。“无废弃物农业”体现了生态工程的 原理。（5） 该生态工程模式的最大优点是 。该生态工程种植不同的农作物、果树、苗木，饲养牛、猪、鸡等多种畜禽，这体现了生态工程的 原理。（6）该生态工程中，处于第二营养级的生物除鸡、奶牛、鱼外还有 （写全才能给分），该生态工程建设中，鱼塘中每一种鱼苗的投放量都不宜超过其 。11（15分）2011年11月,我国首例“第三代试管婴儿”(设计试管婴儿)在上海诞生,这是上海生殖辅助技术领域一个新的里程碑。请回答下列问题:(1)第一代试管婴儿针对女性输卵管堵塞患者,用穿刺针将_(细胞)取出,采集的细胞需要在体外培养到_,才能与_受精。
14、第二代试管婴儿则针对男性少、弱、畸形精子症患者,通过_技术将精子注入卵母细胞内帮助受精。第三代试管婴儿只是在胚胎移植前_,从而帮助更多的家庭生出健康的宝宝。(2)试管婴儿操作过程中需在_条件下及_环境中进行。用来培养受精卵的营养液除含水和无机盐以外,还需添加_等物质。(3)母体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生_,这为胚胎在母体内存活提供了可能。(4)现在我国大多数人反对设计婴儿性别,原因是_，在进行试管婴儿设计时一定不能违反_。（5）试管婴儿技术主要用到了胚胎工程中的_技术和_技术，同时还用到了细胞工程中的_技术。12 （6分）当地时间2009年12月7日10时40分许，联合国气候变化大会在丹
15、麦首都哥本哈根开幕。旨在减少CO2的全球排放量，生态学家研究出生态农业可以减少农业生产中CO2的排放，“四位一体”（人居种植养殖沼气）生态农业是我国北方典型的生态农业模式，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。下图是该系统物质循环的示意图，请分析回答下列问题：（1）画出图中的食物链_。（2）该生态系统的建立所依据的生态工程原理主要有_，该生态工程中的能量能够更多地被人类利用，原因是_。（3）举两例说明“四位一体”农业有哪些生态效益_，_ _。（4）除图中CO2减排方法外，能够降低地球温室效应的有效措施还有_ _。参考答案1（1）.逆转录酶 限制酶、DNA连接酶（
16、2）.防止目的基因和运载体自身环化，保证了目的基因和质粒的定向连接（3）.1.2kb （4）.细胞分裂素和生长素 卡那霉素 （5）.VPI抗体2(1)537、790、661 2 (2)PCR 2n-2 (3)BamH1 (4)抗生素B 抗生素A图1培养基中对应图2中消失的菌落 3（1）限制酶和DNA连接酶（2分） 质粒 噬菌体 （2）蛋白质工程（2分） 基因（3）核移植 早期胚胎或原始性腺（2分） 定向分化 治疗性克隆（4）伦理学 （5）选择性表达4(1)15/16 三(2)引物和引物局部发生碱基互补配对而失效引物自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效(3) DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连
17、续结合到双链DNA片段的引物链上(4)见图5获得能产生相应抗体的B淋巴细胞 既能无限增殖，又能产生特定抗体 动物细胞融合 动物细胞培养 灭活的病毒 动物血清 胰蛋白酶 杂交瘤细胞 能产生特定抗体的杂交瘤细胞（7）特异性强、灵敏度高6（1）abfg（2） 囊胚腔 内细胞团 具有发育的全能性。 （3）胚胎移植 有丝分裂 促性腺激素 （4）要将内细胞团均等分割 （5）同一物种 受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应7逆转录PCR技术抗原性受精卵乳腺蛋白基因的启动子乳腺（房）生物反应器抗原抗体杂交B淋巴细胞特异性强、灵敏度高，并可大量制备8-抗胰蛋白酶mRNA乳腺蛋白基因的启动子显微注射核移植技术减数第二次
18、分裂中期滋养层大肠杆菌是原核细胞，不含有内质网、高尔基体等细胞器，不能对蛋白质糖基化产生有活性的-抗胰蛋白酶9（1）精子的获取 卵母细胞的采集 促性腺激素（2）限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶 启动子、终止子（3）显微注射法 胚胎移植（4）胚胎分割 发育良好、形态正常（5）卵裂 原肠胚10（1）环境（1分） （2）蛋白质 （3）试管婴儿技术 （4）物质循环再生（5）实现能量和物质的分层次多级利用(或提高物质和能量的利用率)，减少环境污染 物种多样性（或整体性） （6）猪、人 环境容纳量（K值）11(1)卵母细胞 减数第二次分裂中期 获能的精子 显微注射 对胚胎进行遗传学诊断 (2)37 无菌 维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清 (3)免疫排斥反应 (4)可能破坏人类正常的性别比例 人类伦理道德（5）体外受精 胚胎移植 动物细胞培养 12（6分）（1） （2）物种多样性原理、整体性原理 （3）废弃物及人畜粪便中的能量被有效再利用（4）废弃物及人畜粪便经沼气池发酵，减少了污染，保护了环境；沼气池产生的沼气可供人类照明，节约了能源；沼液可以肥田，减少了化肥的使用，从而可以节约资源；人、畜呼吸产生CO2提供给温室蔬菜，既提高了产量，又减少了空气污染。（答出其中两条即可，各一分）（5）植树造林、开发新能源