[生物一现代生物科技专题]
应用生物工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新产品．请据图回答下列问題：
（1）基因表达载体除了包含目的基因、启动子、终止子外，还应具有．②过程常采用的技术是
（2）③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段，可以采用技术，培育出多头相同的转基因牛犊．受体母牛在接受胚胎之前须经过激素处理达到以便为胚胎发育提供相同的生理环境．
（3）在抗虫棉培育过程中，④过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞，与采用叶肉细胞相比较，其优点是．⑤过程所采用的生物技术是．要确定目的基因（抗虫基因）导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，在个体水平上的鉴定方法是．

甲磺酸乙酯（EMS）能使DNA序列中G-C对转换成A-T对．育种专家将番茄种子用EMS溶液浸泡后种植，通常可获得株高等性状变异的多种植株．请回答下列问题：
（1）用EMS浸泡种子是为了提高，某一性状出现多种变异类型，说明变异具有．
（2）诱变选育出的番茄植株还可通过PCR方法进行检测，通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料，这是因为．
（3）番茄（2n=24）的株高正常（A）对矮生（a）为显性，在♀AA×♂aa杂交中，若部分A基因所在的染色体在减数第二次分裂时不分离，则理论上产生的全部雌配子染色体数目为，这种情况下，杂交后代的株高表现型是．
（4）有人认为赤霉素能提高物质X的活性，导致细胞伸长．某科技小组的同学想通过实验验证该种说法的可信度，从而确认赤霉素使番茄株高增加的机理．请帮助该小组同学完成以下实验设计，并回答下列问题：
①分别测定正常与矮生番茄植株的赤霉素含量、物质X含量和株高．
②．
③一段时间后，测定处理后的植株的相应指标，进行统计和分析．
如果处理后的植株的三项指标与未处理的正常植株的相应指标，而与差异显著，则说明赤霉素能提高物质X的活性，使株高增加．科学家发现，在物质X的作用下，葡萄糖脱水缩合形成大分子物质的量会增加，那么该过程的生成物最可能参与构成植物细胞的（写细胞结构），从而使细胞伸长，植株增高．

2001年，Schittek等科学家从人体汗液中分离得到一种称作Dermcidin（DCD）的人汗腺抗菌肽，这种物质具有抗细菌、真菌、病毒等的活性，有望成为替代普通抗生素的一类新型药物．研究人员已分离获得了控制DCD合成的基因．请据此回答问题：
（1）为了评估DCD的抗菌性，研究人员用大肠杆菌进行了抗菌实验．分别在未加入DCD的培养基和的培养基中接种．培养一段时间后，比较两种培养基中的，确定该物质的抗菌效果．实验所用培养基为细菌生长提供的主要营养有．在此基础上，培养基还需满足细菌生长对、特殊营养物质以及氧气的要求．
（2）应用PCR技术可以对DCD基因进行体外大量扩增．此过程需在一定的缓冲溶液中进行，反应体系中应提供模板、引物、作为原料以及酶．同时，通过控制条件使DNA复制在体外反复进行．理论上，若要将DCD基因转入其他生物，可将此基因与连接构建形成重组DNA之后导入受体细胞，在此构建过程中需用到的工具酶是．

乙烯广泛存在于植物体的多种组织中．如图是乙烯在细胞中引起的生理过程示意图．请据图回答问题：
（1）乙烯要与细胞内特定结合，才能发挥作用．进而激活细胞核内的转录因子，促进酶催化①过程，在上合成相应的蛋白质，经过的加工和分拣，形成活性纤维素酶，并通过作用释放到细胞外，可使细胞壁软化，促进果实成熟．
（2）乙烯还可抑制细胞伸长生长，据此判断，乙烯与生长素之间具有作用．可见，植物的生长发育，是受多种激素协调平衡控制的．

常见的酿酒酵母只能利用葡萄糖而不能利用木糖，自然界中一些酵母菌能分解木糖产生酒精但对酒精的耐受能力较差．下面是利用木糖发酵产生酒精的酿酒酵母的培育过程，请分析回答下列问题：

（1）将自然界中采集到的葡萄糖带回实验室，用将葡萄皮上的微生物冲洗到无菌的三角瓶中，瓶中的液体经适当稀释后，用方法接种于固体培养基上，在适宜的条件下培养，获得各种菌落．
（2）将培养基上的酵母菌菌株转接到以木糖为唯一碳源的培养基中，无氧条件下培养一周后，有些酵母菌死亡，说明这些酵母菌．从存活的酵母菌提取DNA，并用PCR技术大量扩增目的基因．
（3）将目的基因连接到一种穿梭质粒（可以在大肠杆菌中复制和在酿酒酵母中表达的质粒）上．该质粒具有两种标记基因，即氨苄青霉素抗性基因和尿嘧啶合成酶基因．大肠杆菌被该质粒转化后，应接种于含的培养基上进行筛选．将质粒导入酵母菌时，由于氨苄青霉素不能抑制酵母菌繁殖，应选择缺乏能力的酿酒酵母作为受体菌．从细胞结构看，酵母菌不同于大肠杆菌的主要特点是．
（4）对转基因酿酒酵母发酵能力进行测试，结果如图所示．
据图分析，将转基因酿酒酵母接种在为碳源的培养基中进行发酵能力测试，最初培养基中的糖被快速消耗，随着发酵继续进行，转基因酿酒酵母能够，说明所需菌株培育成功．

在蜜蜂的蜂巢中，有由受精卵发育来的蜂王和工蜂（均为雌性），以及由未受精的卵细胞发育来的雄蜂．蜜蜂的附肢有沟（花粉筐）、沟边有毛（花粉刷），自然界的野生工蜂为短毛、浅沟性状的“非富蜜型”．科研人员在自然界中偶然得到极少数具有长毛、深沟性状的“富蜜型”雄蜂，作了如下杂交实验，请分析回答下列问题：

组别	母本（♀）	父本（♂）	杂交结果
实验一	非富蜜型	富蜜型	♀、♂均为非富蜜型（F1）
实验二	F1非富蜜型	富蜜型	♀、♂均为四种表现型且比例为1：1：1：1
实验三	富蜜型	F1非富蜜型	♂富蜜型，♀非富蜜型

（1）一个蜂巢中的蜂王、工蜂、雄蜂等全部个体构成了一个．同样由受精卵发育来的个体，由于获得的营养不同，只有一只雌蜂发育为蜂王，其余都发育为雌性工蜂，可见生物的性状是共同作用的结果．
（2）用将雄蜂和工蜂的有丝分裂细胞染色，在下观察并记录有丝分裂中期细胞的染色体数目，则观察到的结果为．
（3）蜜蜂的长毛、深沟的性状最初是通过产生的．据实验结果分析，这两对相对性状中为显性．
（4）由实验二结果可推知母本产生了配子，说明控制两对相对性状的基因的遗传符合定律．
（5）若培育富蜜型工蜂，可选择实验 中的母本和富蜜型雄蜂杂交，从而确保子代工蜂均为富蜜型．

北京奥林匹克公园南区建有一个复合垂直流人工湿地，展示了较新的生态污水（常富含N、P）处理技术．下图示复合垂直流人工湿地构造示意图（箭头示水流方向），请分析回答下列问题：

（1）人工湿地的上行池和下行池中均栽有芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉等具有一定能力的湿地植物，这些人工湿地植物一般宜选用本地物种，避免，以保证当地生态系统的安全性．
（2）人工湿地的植物根系常形成一个网络样结构，网络中的根系不仅能直接吸附和吸收污水中的等营养物质，而且还为的吸附和代谢提供了良好的环境条件，使它们能够通过分解作用降解污水中的有机物．湿地基质常使用碎石等多种材质，碎石间留有一些空隙有利于促进根部的．
（3）污水脱氮过程离不开硝化细菌和反硝化细菌的作用，作用机理如图所示．
有机氮

氨化作用

NH

+ 4

、NH₃

硝化细菌

有氧环境

NO

- 2

、NO

- 3

反硝化细菌

厌氧环境

N₂、N₂O
据此分析，硝化细菌和反硝化细菌分别生活在复合垂直流人工湿地的池和池．流入湿地的污水在“先下后上”的过程中，与充分接触，得到了明显净化．
（4）若研究该人工湿地生态污水处理能力，应对水质进行监测，通过比较含量的差值，来分析人工湿地的净化功能．经人工湿地处理的生活污水可作为非饮用水用于很多生产过程，不仅减少了污染还．

凤眼莲原产南美州，作为人侵生物对我国生态环境构成威胁．科研人员对生长于江苏南京的凤眼莲进行光合作用特性的研究．
（1）图一和图二分别是通过实验测得凤眼莲叶片光合作用强度与光照强度、温度的关系．
实验时间为8月某晴天上午9时进行，此时自然光强度为500±50 μmol/（m²?s）．

（1）据图分析，当光照强度从饱和点2458[μmol/（m²?s）]到2800[μmol/（m²?s）]时，叶片光合速率仍没有明显下降，说明凤眼莲对强光环境，与原产地相比较，该地区凤眼莲光合强度主要限制因素是．据图二，凤眼莲最适光合温度范围为．温度对光合速率影响主要表在光合作用的阶段．
（2）科研人员对生长该地的凤眼莲、玉米的光合作用特性进行测量，获得如下数据：

	凤眼莲	玉米
光饱和点μmol/（m2?s）	2458±69	2550±37
最大净光合速率μmol/（m2?s）	34.50±O.72	30.36±O.42
光补偿点μmol/（m2?s）	20.25±2.60	29.75±2.42

与玉米相比较，能充分说明凤眼莲生长较快的原因有：
①最大净光合速率高，强光条件下能大量积累有机物；
②．

拟南芥是遗传学研究的模式植物，某突变体可用于验证相关的基因的功能．野生型拟南芥的种皮为深褐色（TT），某突变体的种皮为黄色（tt），图1是利用该突变体验证油菜种皮颜色基因（Tn）功能的流程示意图．

（1）由图1可看出：将油菜Tn基因导入到拟南芥突变体中的方法是．
（2）图1中①应为．若②不能在含抗生素Kan的培养基上生长，则原因是；若③的种皮颜色为，则说明油菜Tn基因与拟南芥T基因的功能相同．
（3）假设该油菜Tn基因连接到拟南芥染色体并替换其中一个t基因，则③中进行减数分裂的细胞在联会时的基因组成为；同时，③的叶片卷曲（叶片正常对叶片卷曲为显性，且与种皮性状独立遗传），用它与种皮深褐色、叶片正常的双杂合体拟南芥杂交，其后代中所占比列最小的个体表现型为．取③的茎尖培养成16棵植珠，其性状通常 （填“不变”或“改变”）．
（4）在图2的食物网中，a表示动物性食物所占比例，若要使鸟体重增加1g，需要生产者量为20g（假设传递效率为20%），则a为%．

利用建立的诱导体系能够高效地诱导胚胎干细胞向胰岛β细胞的分化．据此回答有关该项研究工作的一些问题：
（1）实验用的胚胎干细胞取自小鼠的，取出的干细胞要进行，这个过程需要向培养液中加入诱导物．两周后，镜检发现培养的细胞呈胰岛样细胞的变化，这一过程称为．随后，又进行了一系列实验，以检测该细胞是否具有胰岛β细胞的生理功能．
（2）胰岛素释放实验：控制培养液中的浓度，检测细胞分泌的胰岛素的量，如图1所示实验结果，据此分析干细胞诱导成功．得到此结论的依据是．本实验还可通过技术制备抗胰岛素抗体以检测胰岛索的分泌量．

（3）体内移植实验：将该细胞移植到小鼠体内，测含量，结果如图2所示．胰岛素移植实验是否支持胰岛素释放实验的结论？．在进行细胞移植时需用同一品系的小鼠，其目的是．
（4）胰岛β细胞是胰岛组织中分泌胰岛素的细胞，胰岛α细胞分泌在这些激素的共同作用下，维持机体内血糖浓度
（5）本研究的意义：．