1、模块综合检测(时间：60分钟满分：100分)1(12分)图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性内切酶EcoR、BamH的酶切位点，ampR为青霉素抗性基因，tctR为四环素抗性基因，P为启动因子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoR、BamH在内的多种酶的酶切位点。(1)将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoR酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有_、_、_三种。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行_。(2)用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能
2、生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是_；若接种到含青霉素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是_。(3)目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是_，其合成的产物是_。(4)在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接， 酶切时应选用的酶是_。答案：(1)目的基因载体连接物载体载体连接物目的基因目的基因连接物分离纯化(其他合理答案也可)(2)载体载体连接物目的基因载体连接物、载体载体连接物(3)启动子mRNA(4)EcoR和BamH(不可只答一个酶)2(10分)回答有关基因工程的问题：(1)构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可
3、能产生黏性末端，也可能产生_末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生_(填“相同”或“不同”)黏性末端的限制酶。(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是_。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用_处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为_。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成_，常用抗原抗体杂交技术。(3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的_中，然后用该农杆菌感染
4、植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的_上。解析：本题考查基因工程的相关知识。限制酶切割DNA可以产生黏性末端和平末端。一般用同一种限制酶切割目的基因和质粒，保证产生相同的黏性末端。基因表达载体中启动子是RNA聚合酶结合并识别的位置，驱动基因转录。用大肠杆菌作为受体细胞时，要用Ca2处理，以利于表达载体进入。检测目的基因是否转录，可用DNA分子杂交技术检测，检测目的基因是否表达出蛋白质，可用抗原抗体杂交技术检测。目的基因插入农杆菌质粒DNA上，然后插入植物细胞的染色体DNA上。答案：(1)平相同(2)提供RNA聚合酶特异性识别结合位点，驱动基因转录Ca2DNARNA分子杂交胰岛素原(
5、蛋白质)(3)TDNA染色体DNA3(8分)科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白，其技术路线如图。(1)由过程获得的A为_。(2)在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞的核，目的是_。受体应选用_期卵母细胞。(3)进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生_，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为_。 解析：(1)根据题意可知，要将人凝血因子IX基因导入绵羊胎儿成纤维细胞，必须构建基因表达载体，所以由过程获得的A为基因表达载体。(2)
6、为保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞，在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞的核。受体应选用减数第二次分裂中(M中)期卵母细胞。(3)进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养。答案：(1)含目的基因的表达载体(2)保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞M中 (3)免疫排斥反应(4)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养4(12分)某课题组为解决本地奶牛产奶量低的问题，引进了具高产奶基因但对本
7、地适应性差的纯种公牛。(1)拟进行如下杂交：A(具高产奶基因的纯种)B(具适宜本地生长基因的纯种)C选择B作为母本，原因之一是胚胎能在母体内正常_。若C中的母牛表现为适宜本地生长，但产奶量并不提高，说明高产奶是_性状。为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛，根据现有类型，最佳杂交组合是_，后代中出现这种母牛的概率是_(假设两对基因分别位于不同对常染色体上)。(2)用以上最佳组合，按以下流程可加速获得优良个体。精子要具有受精能力，需对其进行_处理；卵子的成熟在过程_中完成。在过程的培养基中含有葡萄糖，其作用是_。为筛选出具有优良性状的母牛，过程前应鉴定胚胎的_。子代母牛的优良性状与过程_的基因重组有
8、关。(3)为了提高已有胚胎的利用率，可采取_技术。解析：(1)由于胚胎能在母体内进行正常的胚胎发育，所以可选择适宜当地生长的纯种牛做母本。用纯种高产奶牛与适宜当地生长的纯种牛杂交，获得了C牛，表现为适宜当地生长，但产奶量并没提高，这说明不适宜当地生长是隐性性状，适宜当地生长是显性性状，高产奶是隐性性状，低产奶是显性性状。由于控制奶牛的产奶量的基因和对本地适应性的基因分别位于不同的染色体上，说明他们在遗传时遵循基因的自由组合定律，若控制奶牛的产奶量的等位基因为A和a，对本地的适应性的等位基因为B和b，可推知雄牛A的基因型为aabb，雌牛B为AABB，C为AaBb，可见要获得产奶量高且适宜当地生长
9、的母牛(aaB_)，最佳的实验组合为AC，此时后代出现所需牛(aaBb)的概率为1/8。(2)精子需获能后才具备受精的能力；由于排卵时排出的卵子只发育到M，而减数第二次分裂形成卵细胞是在受精过程中完成的，即卵子的成熟是在体外受精过程中完成；在胚胎培养过程中，培养基中的葡萄糖能为胚胎发育过程提供能量；为了筛选出具有优良性状的母牛，在胚胎移植之前需对胚胎的性别、高产奶和适宜生长的基因进行鉴定；母牛在减数分裂过程中发生基因重组，产生具有优良性状基因的卵细胞，子代母牛的优良性状与此有关。(3)通过胚胎分割技术可产生遗传性状相同的多个胚胎，从而提高胚胎的利用率。答案：(1)生长发育或胚胎发育隐性AC1/
10、8(2)获能或增强活力供能性别、高产奶和适宜生长的基因(3)胚胎分割5(12分)如图为A、B不同物种间体细胞杂交示意图，请回答下列问题。(1)去除细胞壁而不损伤细胞可用_、_处理。在用促融剂处理时，使用的促融剂主要有_。(2)融合细胞中可能包括_种类型，其中杂种细胞的遗传物质组成是_。(3)由杂种细胞经人工诱导培养，经_分裂增加细胞数目并不断分化，逐渐发育成C植株。该植株的性状与D亲本植物的性状区别是_。(4)整个培养过程应用了细胞工程的_和_两大技术，这种培育杂种植株的意义是_。答案：(1)纤维素酶果胶酶PEG(或聚乙二醇)(2)3A和B植物的遗传物质之和(3)有丝具有A和B两种植物的性状(
11、4)体细胞杂交植物组织培养克服生物远缘杂交不亲和的障碍6(10分)克隆羊的成功轰动世界，它不仅奠定了疾病克隆性治疗的基础又解决了器官移植中供体不足的问题，同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。如图为人类对克隆羊技术的拓展图和应用。请据图回答问题。(1)图中所涉及的现代生物技术有_和_等。(2)使用培养基进行胚胎干细胞培养时，通常要加入_等天然成分，除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中，还需要保证细胞生活所需的_和适宜的温度与pH等；早期胚胎发育在_阶段以前的细胞是全能干细胞。(3)图中从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中，必须用_处理内细胞团，使之分散成单个细胞。干细胞形成
12、组织、器官时必须要进行细胞的分裂和分化。(4)在体外培养胚胎干细胞能否获得动物器官？为什么？_。解析：本题综合考查细胞核移植、胚胎干细胞等知识。(1)图中获得重组细胞是细胞核移植技术，由重组细胞发育为早期胚胎，以及由早期胚胎历经内细胞团培养干细胞是细胞培养。(2)使用培养基进行胚胎干细胞培养，使用的天然成分有动物血清或血浆，培养条件是无菌、无毒、氧气充足，以及必需的营养物质、适宜的温度和pH，早期胚胎发育在桑葚胚阶段以前的细胞是全能干细胞。(3)细胞培养过程中使细胞团分散成单个细胞需要用胰蛋白酶处理。(4)胚胎干细胞培养必须要在体内才能进行细胞分化，所以在体外培养胚胎干细胞是不能获得动物器官的
13、。答案：(1)核移植细胞培养(另外写早期胚胎培养也对)(2)动物血清或血浆营养物质桑葚胚(3)胰蛋白酶(4)不能，胚胎干细胞在体外培养条件下可以增殖而不发生分化7(12分)2012年诺贝尔生理学或医学奖授予英国科学家约翰格登和日本科学家山中伸弥。约翰格登在20世纪60年代做过一个划时代的实验：把美洲爪蟾的小肠上皮细胞核注入去核的卵细胞，结果发现一部分卵依然可以发育成蝌蚪，其中的一部分蝌蚪可以继续发育成为成熟的爪蟾。山中伸弥等科学家将四个关键基因转入小鼠的成纤维细胞，使其变成多功能干细胞(iPS)，这些干细胞可再转化成小鼠体内任何种类的细胞。回答下列问题。(1)约翰格登之后，科学界利用该技术进行
14、更多细胞核转移实验，复制出多种哺乳类动物。在哺乳动物的核转移实验中，一般通过_(物理方法)将受体细胞激活，使其进行细胞分裂和发育，当胚胎发育到_阶段时，将胚胎移入受体(代孕)动物体内。(2)从卵巢中吸取的卵母细胞，一般要培养到_阶段才能用于实验。(3)利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于胚胎细胞核移植的原因是_。(4)在山中伸弥的实验中，利用了逆转录病毒，该病毒的作用是_。(5)一般情况下，体外扩增目的基因常用的方法是_。在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的_。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用_处理。(6)iPS细胞能分化
15、成任何种类细胞的实质是_。解析：在核移植时，要用物理法或化学法(如电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。其中电脉冲属于物理法；当胚胎发育到桑葚胚或囊胚阶段时，将胚胎移入受体(代孕)动物体内；动物进行正常繁殖过程中，卵母细胞是边分裂边排出输卵管的，在输卵管中与精子结合时，卵母细胞刚好分裂到减数第二次分裂中期，其内含有生物生长发育的全部信息及营养，且有助于动物细胞核全能性的表达；相对于体细胞，胚胎细胞的分化程度更低，全能性更高，所以胚胎核移植成功的可能性就大；体外扩增目的基因常用的方法PCR技术；动物细胞有贴壁生长现象并具有接触抑制的特点；iPS细
16、胞能分化成任何种类细胞的实质是基因的选择性表达。答案：(1)电脉冲(或电刺激)桑葚胚或囊胚(2)M中期(减数分裂第二次分裂中期)(3)体细胞分化程度高，不容易恢复全能性(4)目的基因的载体(5)PCR技术(多聚酶链式反应)接触抑制胰蛋白酶(6)基因的选择性表达8(12分)阅读如下材料：材料一科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。材料二T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造，使其表达的T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌
17、酶的耐热性。材料三兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。回答下列问题。(1)材料一属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用_法。构建基因表达载体常用的工具酶是_和_。在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是_。(2)材料二中的技术属于_工程的范畴，该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对_进行改造，或制造一种_的技术。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的_序列发生了改变。(3)材料三属于胚胎工程的范畴。胚胎移
18、植是指将获得的早期胚胎移植到_种的、生理状态相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术。在材料三的实例中，兔甲称为_体，兔乙称为_体。解析：(1)基因工程中，将目的基因导入动物细胞常用显微注射法。构建基因表达载体常用的工具酶是限制性核酸内切酶(限制酶)和DNA连接酶。当植物体受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，农杆菌中的Ti质粒上的TDNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上，因此用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞时，农杆菌的作用是将目的基因导入受体细胞。(2)材料二中是对T4溶菌酶进行改造，属于蛋白质工程。蛋白质工程是指以分子生物
19、学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新蛋白质的技术。改造后的T4溶菌酶和原T4溶菌酶相比，第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，即肽链中的氨基酸序列发生改变。答案：(1)显微注射限制性内切酶DNA连接酶农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中(2)蛋白质现有的蛋白质新蛋白质氨基酸(3)同供受9(12分)阅读下列材料，回答问题。材料一水华是蓝藻大量死亡腐败后在水面形成的一层蓝绿色且有腥臭味的浮沫。蓝藻一年中在水中随季节上下移动、漂浮(如下图)。太湖蓝藻往年一般在5月底6月初发生，多见于湖区周边的小水湾等水体流动性差的水域。材料二近20年来，化学工业是太湖地区经济
20、发展的重要产业之一，大小工厂遍布太湖周围地区。工业发展对劳动力的需求，使太湖地区人口密度达到每平方公里1 000人左右。材料三城镇化的发展，使农业用地锐减，为了维持粮食总产量的相对稳定，大量使用化肥、农药和除草剂。农村也开始大量使用抽水马桶，但污水处理能力极其有限。根据材料回答下列问题。(1)蓝藻的发生和水污染有关。引起太湖水污染的主要原因是_、_和_。这些原因造成湖水中_等物质含量大量增加，导致湖水的_。(2)有专家对太湖污水处理提出如下治理方案：把环太湖的污水集中起来，经过预处理后，穿过南通，送到黄海边生长着芦苇植被的滩涂，最后排入大海，请你评价该方案的优缺点。_。解析：(1)工业污水、农业污水及生活污水的排放导致水体中N、P等物质增多，从而引起水体富营养化，出现污染。(2)为开放型答案，所述内容合理即可。答案：(1)工业污水农业污水生活污水的排放(顺序可以改变)氮、磷富营养化(2)优点：预处理的污水经过芦苇等植被的生物净化，使剩余的氮、磷等物质被充分吸收，从根本上解决了太湖地区污水的处理和排放问题。(必须含有生物净化的意思) 缺点：实施该项目，需要投入大量的人力物力。政府不仅要有巨大财政投入，且要协调各方力量(含相关内容即可)
