题目内容

科学家通过基因工程培育抗虫棉时，需要从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因，“放入”棉花的细胞中与棉花的DNA结合起来并发挥作用，请回答下列有关问题：
（1）从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是___，此工具主要存在于_中，其特点是___________。
（2）苏云金芽孢杆菌一个DNA分子上有许多基因，获得抗虫基因常采用的方法是“鸟枪法”。具体做法是：用酶将苏云金芽孢杆菌的切成许多片段，然后将这些片段_，再通过_转入不同的受体细胞，让它们在各个受体细胞中大量_，从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把_分离出来。
（3）进行基因操作一般要经过的四个步骤是_、_、、_______。

（1）限制酶微生物一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割

（2）限制性内切 DNA 分别与运载体结合运载体复制带有目的基因的DNA片段

（3）提取目的基因目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞目的基因的检测和表达

在基因工程中用到的限制酶具有特异性，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割。基因工程的操作步骤是：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达。

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2009年初，我国北方大旱。在生物兴趣小组聚会上，同学们谈论到了干旱与农作物的问题，现请你参与讨论并作回答。

(1)

农作物在缺水初期叶片气孔会自动关闭，以减小水分散失，但也会抑制自身光合作用的________反应，造成光合作用减弱。

(2)

缺水同时还会抑制植物无机盐的运输，若用含¹⁵N的铵盐培养液培养细胞，一段时间后，细胞的结构以及化合物中均具有放射性的是________。

①光合色素

②核膜

③ATP

④脂肪

⑤酶

(3)

若下图中①代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果，则右图②所示结果最有可能来自于
[　　]
A．	水培的洋葱叶
B．	生长的柳树幼叶
C．	培养的衣藻
D．	秋冬的银杏落叶

(4)

在干旱地区，用银灰色的塑料薄膜覆盖土地，可以有效减少土壤水分的蒸发。而且，由于塑料薄膜的反光效应可增强植株下、中部叶片光合作用的________反应，从而提高产量。

(5)

人们发现一些抗旱植物的原产地主要分布在干旱地区。从生物进化角度看，抗旱类型的形成是________的结果。

(6)

抗旱植物具有适应干旱环境的一系列生理特点。例如根系发达，并且根毛细胞液泡中贮存的氨基酸、糖类等代谢产物的浓度________。

在叶片形态结构上也有适应干旱的特点。下表种植物叶片中，最适应干旱环境的是________

(7)

据悉，我国科学家正在积极克隆荒漠植物甘草的一系列抗旱基因。通过生物工程技术培育出多种抗旱农作物已为期不远。这也体现了生物多样性的________使用价值。

回答有关生物工程的问题。

小鼠是实验室常用的实验动物，如：利用小鼠制备抗X病毒单克隆抗体、利用小鼠进行DNA重组研究中导致了“基因敲除”技术的出现。

用小鼠制备抗X病毒单克隆抗体。

1．将小鼠等分为两组，甲组定期间隔注射适量的含X病毒的溶液，其目的是_________；乙组注射_________。

2．一段时间后，取甲组小鼠脾脏中的相应细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合，细胞融合的结构特点是_________。融合形成的杂交瘤细胞特点是_________。

3．为了保存有价值的杂交瘤细胞系，通常用超低温将其冻存，请分析其原_________。

用小鼠进行DNA重组研究中形成的“基因敲除”技术，能“敲除”DNA分子上的特定基因。该技术的主要过程如下：

第一步：分离小鼠胚胎干细胞，这些细胞中含有需要改造的基因，称“靶基因”。

第二步：获取与“靶基因”同源的DNA片断，利用特定技术在该DNA片段上插入neo^R基因（新霉素抗性基因）成为突变DNA（如下图），使该片段上的靶基因失活。

第三步：将插入neo^R基因（新霉素抗性基因）的靶基因转移入胚胎干细胞，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，转移到特定培养基中筛选培养。

其基本原理如下图所示：

4．第二步中neo^R基因插入靶基因使用的工具酶是_________。neo^R基因不仅能使靶基因失活，还是_________；“靶基因失活”的含义是_________。

5．从研究者成功获得如上图所示的“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞，到将该细胞培育成“基因敲除”小鼠，运用到的生物技术有_________、_________等。

6．科学家可以通过“基因敲除”来研究基因的功能，4题中获得的基因敲除小鼠，能否直接用来研究基因功能并说明原因_________。

35.（7分）棉铃虫是一种危害棉花的害虫。我国科学工作者发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而这种毒蛋白对人畜无害。通过基因工程方法，科学家采用花粉管通道法将毒蛋白基因转入棉花植株并成功表达，棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡。花粉管通道法是指：利用植物花粉萌发时形成的花粉管通道将毒蛋白基因送入胚囊，进而导入尚不具备细胞壁的合子或早期胚细胞，最终形成含有目的基因的种胚。此种方法的优点是操作简便，省去了组培的复杂过程。

（1）利用花粉管通道法将毒蛋白基因导入棉花细胞，此过程是基因操作的基本步骤中的第三步，即。构建基因表达载体时要把目的基因整合到Ti质粒的T-DNA上，其原因是。

（2）基因工程的工具酶可以将目的基因切下并连接到运载体上。限制酶可以识别特定的DNA序列，并切断键。下列所示的黏性末端是由种限制酶作用产生的。

（3）用标记的特异性抗体可以直接检测毒蛋白，这种检测方法称为。

也可在宏观性状水平检测该目的基因是否表达，方法是。已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体，使细胞膜穿孔，肠细胞裂解，昆虫死亡。而该毒素蛋白对人类的风险相对较小，原因是人类肠上皮细胞。

科学家在某种农杆菌中找到了抗枯萎病的基因，并以质粒为运载体，采用转基因方法培

育出了抗枯萎病的金花茶新品种。下列有关说法正确的是

A．质粒是最常用的运载体之一，质粒的存在与否对宿主细胞生存有决定性的作用

B．通过该方法获得的抗枯萎病金花茶，将来产生的花粉中不一定含有抗病基因

C．该种抗枯萎病基因之所以能在金花茶细胞中表达，是因为两者的DNA结构相同

D．为了保证金花茶植株抗枯萎病，只能以受精卵细胞作为基因工程的受体细胞

（11分）2006年12月，我国科学家成功培育出国内首例“荧光猪”。“荧光猪”即为绿色荧光蛋白转基因克隆猪，具有很高的基础研究价值，它的培育过程操作如下：

①从一种水母中提取绿色荧光蛋白基因，经处理后导入到体外培养的猪胎儿成纤维细胞的基因组中。

②从成纤维细胞中取出细胞核，移植到成熟的去核的猪卵母细胞中，构建重组细胞。

③体外培养重组细胞成转基因胚胎（由4~6个细胞组成的胚）。

④把转基因胚胎移植入受体母猪的子宫中。

⑤母猪怀孕114天，产下绿色荧光蛋白转基因克隆猪。

请回答下列问题：

（1）请按培育过程完成下面的“荧光猪”培育技术流程图。

（2）步骤①、④涉及的生物工程技术分别称为和技术。

（3）目前科学家还不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体，用动物体细胞克隆的动物，实际是通过技术来实现的。

（4）步骤③里，由1个重组细胞培育成4~6个细胞的胚，主要通过来实现的。重组细胞最终能发育成动物个体的内在原因是。

（5）如果希望大量培育“荧光猪”，可在第④阶段，先通过技术获得多个胚胎后，再进行移植。

（6）首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪（母猪）与普通公猪交配怀孕后，成功产下了11头猪崽，但只有部分猪崽具有绿色荧光遗传特征。试用孟德尔遗传定律加以解释。

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