回答下列I、II小题

I．（14分）“基因敲除”技术（通常叫基因打靶）的出现，可以准确地“敲除”DNA分子上的特定基因，以研究某一基因在生物个体发育和病理过程中的作用，从而为研究基因功能开辟了新途径。该技术的过程大致如下：

第一步：分离胚胎干细胞。从小鼠囊胚中分离出胚胎干细胞，在培养基中扩增。这些细胞中需要改造的基因称为“靶基因”。

第二步：突变DNA的体外构建。获取与靶基因同源的DNA片断，利用基因工程技术在该DNA片段上插入neo^R基因（新霉素抗性基因），使该片段上的靶基因失活。

第三步：突变DNA与靶基因互换。将体外构建的突变DNA转移入胚胎干细胞，再通过同源互换，用失活靶基因取代两个正常靶基因中的一个，完成对胚胎干细胞的基因改造。

第四步：将第三步处理后的胚胎干细胞，转移到添加新霉素的培养基中筛选培养。

    其基本原理如下图所示：

请根据上述资料，回答下列问题：

（1）在上述的“基因敲除技术”中，采用的生物工程技术有                。

（2）“基因敲隙技术”以胚胎干细胞作为对象是因为胚胎干细胞具有____性。

（3）在靶基因中插入neo^R基因的目的是                      。

（4）基因敲除过程中外源基因是否导入受体细胞，可利用重组基因上的            进行检测。将失活靶基因导入胚胎干细胞的操作完成后，通常需要进行筛选，其原因是                    。

（5）假设经过上图表示的过程，研究者成功获得一枚“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞，并培育成一只雌性克隆小鼠，则其一个卵原细胞产生的卵细胞携带neo^R基因的概率是__     。若该克隆雌鼠与普通小鼠交配，理论上该克隆雌鼠产下抗新霉素小鼠与不抗新霉素小鼠的比例为____  。

II．（8分）菜豆种皮颜色由两对非等位基因A（a）和B（b）调控。A基因控制黑色素合成（A—显性基因一出现色素，AA和Aa的效应相同），B基因为修饰基因，淡化颜色的深度（B—显性基因—修饰效应出现，BB使色素颜色完全消失，Bb使色素颜色淡化）。现有亲代种子P₁（纯种、白色）和P₂（纯种、黑色），杂交实验如右图：

   （1）①P₁的基因型是____；F₁的基因型是__   。

②F₂中种皮为白色的个体基因型有    种，其中纯种个体大约占____。

   （2）从F₂取出一粒黑色种子，在适宜条件下培育成植株。为了鉴定其墓因型，将其与F₁杂交，预计可能的实验结果，并得出相应的结论：

①若子代表现为__   __，则该黑色种子的基因型为      。

②若子代表现为_    ___，则该黑色种子的基因型为      。

回答下列I、II小题

I．“基因敲除”技术（通常叫基因打靶）的出现，可以准确地“敲除”DNA分子上的特定基因，以研究某一基因在生物个体发育和病理过程中的作用，从而为研究基因功能开辟了新途径。该技术的过程大致如下：

第一步：分离胚胎干细胞。从小鼠囊胚中分离出胚胎干细胞，在培养基中扩增。这些细胞中需要改造的基因称为“靶基因”。

第二步：突变DNA的体外构建。获取与靶基因同源的DNA片断，利用基因工程技术在该DNA片段上插入neo^R基因（新霉素抗性基因），使该片段上的靶基因失活。

第三步：突变DNA与靶基因互换。将体外构建的突变DNA转移入胚胎干细胞，再通过同源互换，用失活靶基因取代两个正常靶基因中的一个，完成对胚胎干细胞的基因改造。

第四步：将第三步处理后的胚胎干细胞，转移到添加新霉素的培养基中筛选培养。

    其基本原理如下图所示：

请根据上述资料，回答下列问题：

（1）在上述的“基因敲除技术”中，采用的生物工程技术有                。

（2）“基因敲隙技术”以胚胎干细胞作为对象是因为胚胎干细胞具有____性。

（3）在靶基因中插入neo^R基因的目的是                      。

（4）基因敲除过程中外源基因是否导入受体细胞，可利用重组基因上的            进行检测。将失活靶基因导入胚胎干细胞的操作完成后，通常需要进行筛选，其原因是                    。

（5）假设经过上图表示的过程，研究者成功获得一枚“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞，并培育成一只雌性克隆小鼠，则其一个卵原细胞产生的卵细胞携带neo^R基因的概率是__     。若该克隆雌鼠与普通小鼠交配，理论上该克隆雌鼠产下抗新霉素小鼠与不抗新霉素小鼠的比例为____  。

II．菜豆种皮颜色由两对非等位基因A（a）和B（b）调控。A基因控制黑色素合成（A—显性基因一出现色素，AA和Aa的效应相同），B基因为修饰基因，淡化颜色的深度（B—显性基因—修饰效应出现，BB使色素颜色完全消失，Bb使色素颜色淡化）。现有亲代种子P₁（纯种、白色）和P₂（纯种、黑色），杂交实验如右图：

   （1）①P₁的基因型是____；F₁的基因型是__   。

②F₂中种皮为白色的个体基因型有    种，其中纯种个体大约占____。

   （2）从F₂取出一粒黑色种子，在适宜条件下培育成植株。为了鉴定其墓因型，将其与F₁杂交，预计可能的实验结果，并得出相应的结论：

①若子代表现为__   __，则该黑色种子的基因型为      。

②若子代表现为_    ___，则该黑色种子的基因型为      。

回答下列I、II小题
I．（14分）“基因敲除”技术（通常叫基因打靶）的出现，可以准确地“敲除”DNA分子上的特定基因，以研究某一基因在生物个体发育和病理过程中的作用，从而为研究基因功能开辟了新途径。该技术的过程大致如下：
第一步：分离胚胎干细胞。从小鼠囊胚中分离出胚胎干细胞，在培养基中扩增。这些细胞中需要改造的基因称为“靶基因”。
第二步：突变DNA的体外构建。获取与靶基因同源的DNA片断，利用基因工程技术在该DNA片段上插入neo^R基因（新霉素抗性基因），使该片段上的靶基因失活。
第三步：突变DNA与靶基因互换。将体外构建的突变DNA转移入胚胎干细胞，再通过同源互换，用失活靶基因取代两个正常靶基因中的一个，完成对胚胎干细胞的基因改造。
第四步：将第三步处理后的胚胎干细胞，转移到添加新霉素的培养基中筛选培养。
其基本原理如下图所示：

请根据上述资料，回答下列问题：
（1）在上述的“基因敲除技术”中，采用的生物工程技术有               。
（2）“基因敲隙技术”以胚胎干细胞作为对象是因为胚胎干细胞具有____性。
（3）在靶基因中插入neo^R基因的目的是                     。
（4）基因敲除过程中外源基因是否导入受体细胞，可利用重组基因上的           进行检测。将失活靶基因导入胚胎干细胞的操作完成后，通常需要进行筛选，其原因是                   。
（5）假设经过上图表示的过程，研究者成功获得一枚“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞，并培育成一只雌性克隆小鼠，则其一个卵原细胞产生的卵细胞携带neo^R基因的概率是__    。若该克隆雌鼠与普通小鼠交配，理论上该克隆雌鼠产下抗新霉素小鼠与不抗新霉素小鼠的比例为____ 。
II．（8分）菜豆种皮颜色由两对非等位基因A（a）和B（b）调控。A基因控制黑色素合成（A—显性基因一出现色素，AA和Aa的效应相同），B基因为修饰基因，淡化颜色的深度（B—显性基因—修饰效应出现，BB使色素颜色完全消失，Bb使色素颜色淡化）。现有亲代种子P₁（纯种、白色）和P₂（纯种、黑色），杂交实验如右图：

（1）①P₁的基因型是____；F₁的基因型是__  。
②F₂中种皮为白色的个体基因型有   种，其中纯种个体大约占____。
（2）从F₂取出一粒黑色种子，在适宜条件下培育成植株。为了鉴定其基因型，将其与F₁杂交，预计可能的实验结果，并得出相应的结论：
①若子代表现为__  __，则该黑色种子的基因型为     。
②若子代表现为_   ___，则该黑色种子的基因型为     。

（11分）“白菜——甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短和耐储藏等优点。下图是“白菜——甘蓝”的培育过程示意图，他们的基因型分别为AaBB、ccDd，请回答下列问题：

（1）上述过程所利用的植物细胞工程的技术手段有                         和
                                     。
（2）过程③的诱导方法有物理法和化学法两大类过程。若用化学法，所用化学试剂名称　　　      ，实际融合过程中原生质体可能会形成       种融合细胞（只考虑两个细胞融合的情况），请写出杂种细胞的基因型               　
（3）白菜和甘蓝细胞融合完成的标志是                      ，与此过程密切相关的细胞器是               。⑤过程中进行的细胞分裂方式是              。
（4）已知白菜细胞中含2M条染色体，甘蓝细胞中含有2N条染色体，则杂种植株体细胞染色体数为　　           。通常情况下，白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的，原因是　　　                  　  ，若对白菜和甘蓝采用杂交育种方法能成功的话，得到的后代应含               条染色体。

（11分）“白菜——甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短和耐储藏等优点。下图是“白菜——甘蓝”的培育过程示意图，他们的基因型分别为AaBB、ccDd，请回答下列问题：

（1）上述过程所利用的植物细胞工程的技术手段有                          和

                                      。

（2）过程③的诱导方法有物理法和化学法两大类过程。若用化学法，所用化学试剂名称　　　       ，实际融合过程中原生质体可能会形成        种融合细胞（只考虑两个细胞融合的情况），请写出杂种细胞的基因型                　

（3）白菜和甘蓝细胞融合完成的标志是                       ，与此过程密切相关的细胞器是                。⑤过程中进行的细胞分裂方式是               。

（4）已知白菜细胞中含2M条染色体，甘蓝细胞中含有2N条染色体，则杂种植株体细胞染色体数为　　            。通常情况下，白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的，原因是　　　                   　   ，若对白菜和甘蓝采用杂交育种方法能成功的话，得到的后代应含                条染色体。

番茄果实成熟时，多聚半乳糖苷酶（PG）的合成逐渐增加，其作用是分解果胶，使果实软化，这个过程迅速难以控制，常常导致过熟、腐烂。反义RNA技术（如下图），可以有效地解决这一难题，该技术的核心是，让转入受体细胞的目的基因（反义基因）转录与细胞原有mRNA（靶RNA）互补的反义RNA，从而形成双链RNA，阻止人们不希望的酶蛋白质的合成。请分析回答：

（1）这样合成的反义基因分子与番茄细胞中原来控制PG合成的基因相比，主要特点是：

                                            。

（2）若合成的反义基因分子第一条链中A+T=45%，以它为模板合成的完整反义双链基因中C+G=        。将该反义基因分子用¹⁵N充分标记后，转移到¹⁴N的培养基中复制n次，所得全部反义基因分子中含¹⁵N的比例为           。

（3）如果指导番茄合成PG的mRNA的碱基序列是——AUCCAGGUC——，那么，PG反义基因的这段碱基序列是        。

（4）番茄的花色表现为白色（只含白色素）和黄色（含黄色锦葵色素）一对相对性状，由两对等位基因（A和a，B和b）共同控制，显性基因A控制以白色素为前体物合成黄色锦葵色素的代谢过程，但当显性基因B存在时即抑制其表达（生化机制如下图所示）。据此回答：

①本图解说明基因是通过控制            来控制生物性状的。

②开黄花的番茄植株的基因型是          ，开白花的纯种植株的基因型是     。

③某育种单位欲利用开白花的纯种植株培育出能稳定遗传的黄色新品种，他们应该选择基因型为                的两个品种进行杂交，得到F₁种子。

方案一：将F₁种子种下得F₁植株，F₁自交得F₂种子；F₂种子种下得F₂植株，在F₂植株中开黄花和白花之比为     ，选择开黄花的植株自交得F₃种子，F₃种子并不都符合育种要求，原因是F₃种子中黄色纯合只占     ，F₃植株开黄色的占      。若要得到黄色纯合种子接下来应该怎样操作？       。

方法二：将F₁种子种下得F₁植株，取F₁植株产生的        ，能够在最短的时间里培育出黄花纯种。

（15分）阅读下面的资料，请回答下列问题：

   体外受精技术是继人工授精、胚胎移植技术之后，家畜繁殖领域的第三次革命。特别是近10年来，随着一系列高新生物技术的发展，如DNA图谱的构建、细胞核移植、转基因技术、胚胎干细胞的建立和克隆动物的研究，推动了体外受精技术向前发展。

   哺乳动物体外受精研究已有100余年的历史。早在1878年，澳大利亚科学家斯科克（Schek）就用兔进行过实验，此后皮克斯（Pincus）等科学家曾对家兔和小鼠进行过体外受精。随着体外受精方法的不断完善，已先后对30多种哺乳动物体外受精并相继获得成功，其中移植获得的试管后代家畜有牛、山羊、猪、绵羊等。近年来，研究者在改良培养液、培养条件，提高胚胎体外生产效率方面做了大量的工作。其主要目的是：尽量模拟体内受精和发育环境，提高胚胎体外生产效率；通过在培养体系中添加化学物质以图更好地了解整个受精过程中的生理机制。但体外胚胎生产技术的累积效率却很低，即使胚胎培养在体内也只有5%-10％的成功率。

（1）体外受精技术操作的对象是（     ）

   A．生殖细胞    B．受精卵     C．早期胚胎细胞     D. A,B,C都是

（2）体外受精和早期胚胎发育技术的理论基础是                     ，基本原理是                                                 。

（3）哺乳动物的体外受精主要包括                  、              和        等几个步骤。试管牛是_____________   （有性生殖、无性生殖）的产物。克隆羊“多利”是_____________（有性生殖、无性生殖）的产物。

（4）为使动物排出更多的卵子可用_________________处理，然后从输卵管中冲取卵子。收集精子的方法有____________   、_______________  和______________  _等。

体外受精前，要对精子进行____________处理，通常采用的体外获能方法有___________和____________法两种。

（15分）阅读下面的资料，请回答下列问题：
体外受精技术是继人工授精、胚胎移植技术之后，家畜繁殖领域的第三次革命。特别是近10年来，随着一系列高新生物技术的发展，如DNA图谱的构建、细胞核移植、转基因技术、胚胎干细胞的建立和克隆动物的研究，推动了体外受精技术向前发展。
哺乳动物体外受精研究已有100余年的历史。早在1878年，澳大利亚科学家斯科克（Schek）就用兔进行过实验，此后皮克斯（Pincus）等科学家曾对家兔和小鼠进行过体外受精。随着体外受精方法的不断完善，已先后对30多种哺乳动物体外受精并相继获得成功，其中移植获得的试管后代家畜有牛、山羊、猪、绵羊等。近年来，研究者在改良培养液、培养条件，提高胚胎体外生产效率方面做了大量的工作。其主要目的是：尽量模拟体内受精和发育环境，提高胚胎体外生产效率；通过在培养体系中添加化学物质以图更好地了解整个受精过程中的生理机制。但体外胚胎生产技术的累积效率却很低，即使胚胎培养在体内也只有5%-10％的成功率。
（1）体外受精技术操作的对象是（    ）

人的干扰素在临床上需求量很大，通常从人血中提取。但由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。如果应用基因工程和克隆技术，将人的干扰素基因转入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产人干扰素就成为可能。其大致过程如下：

Ⅰ.采集良种供体奶牛的卵母细胞和精液，通过体外受精，形成奶牛受精卵；

Ⅱ.将人干扰素基因导入奶牛受精卵，形成重组细胞；

Ⅲ.电脉冲刺激重组细胞促使其形成早期胚胎；

Ⅳ.将胚胎移植到受体母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。

请回答下列问题：

(1)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：____________________________________________。

(2)步骤Ⅰ中，在体外受精前，需要对奶牛的精子进行______________处理。受精时，往往一个卵母细胞只能和一个精子结合，受精过程中防止多精入卵的生理反应包括________________反应和卵黄膜封闭作用。

(3)步骤Ⅱ中，将人的干扰素基因导入奶牛受精卵最为有效的方法是___________________________。导入基因前，需要将干扰素基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，这一步骤属于基因工程“四步曲”中的_____________________________________________，此步骤的目的是____________________________________________________________________________________________。

(4)实验步骤Ⅲ中，进行动物早期胚胎的体外培养时，培养液中除了含有各种有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还要添加______________和动物血清。

(5)实验步骤Ⅳ中，应选择性别为_____________的奶牛胚胎进行移植。请举出一种人工控制或筛选胚胎性别的方法：____________________________________________________________。

(6)若需迅速得到大量转基因奶牛，可采用以下两种处理方法：

方法A：在步骤Ⅳ中将早期胚胎分离成若干个胚胎细胞，让其分别发育成一头小牛。进行上述操作时，应选择发育至最佳时期的胚胎进行操作，分割时必须注意要将早期胚胎中的______________均等分割。

方法B：在步骤Ⅳ中将早期胚胎细胞的细胞核移植到普通黄牛的______________细胞中，使其重组并发育成新胚胎。为获得大量可供移植的胚胎细胞核，可将早期胚胎细胞分离出来，在添加了抑制因子的培养液中，将其培养成能够增殖而不发生分化的________________细胞，再从该细胞中提取所需的细胞核。

上述两种方法中，最能保持步骤Ⅳ中早期胚胎细胞遗传特征的是方法______________。