专题十五 现代生物科技专题
非选择题(本题共8小题，每小题15分)
1．(2017湖北黄冈三联，38)青蒿素是从黄花蒿植株的地上部分提取的一种含有过氧桥结构的倍半萜内酯，是目前最有效的治疗疟疾的药物。我国女药学家屠呦呦在青蒿素研究方面作出了突出贡献，因此获得了诺贝尔奖。由于人工合成青蒿素的难度大，工业上青蒿素一般从黄花蒿植株中提取，产量低，价格高。为了提高青蒿素的产量，科学家们利用农杆菌转化法感染黄花蒿叶片，获得了含DXR 基因的转基因黄花蒿植株中青蒿素的含量大大提高(所用农杆菌的 Ti质粒结构及转基因黄花蒿的大致流程如图)。请回答下列问题。
(1)对DXR基因进行PCR扩增需要经历变性、退火、延伸三个阶段，其中延伸阶段需要加热至 70～75 ℃，该温度是____________酶的适宜温度。除了该酶外，PCR 扩增还需要的条件有模板 DNA、__________和 dNTP(N 代表 A、T、G、C)等。
(2)如果用黄花蒿某个时期的 mRNA 经过反转录产生双链 cDNA 片段，用该双链 cDNA进行 PCR 扩增后与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫作黄花蒿的__________________。
R
(3)Ti 质粒上的四环素抗性基因(Tet)的作用是__________________________________________。由于图中①过程的产物中不仅有重组 Ti 质粒，还混有其他 DNA。因此②过程产生的农杆菌还需要利用含有四环素的培养基进行初步筛选，该培养基上长出菌落可能是导入了重组Ti 质粒的农杆菌，也可能是________________的农杆菌。
(4)DXR 基因成功导入黄花蒿组织细胞后，通过____________________技术培育出转基因黄花蒿幼苗。DXR 基因在黄花蒿组织中得以稳定遗传和表达的关键是________________________________________________________________________。
2．(2017山东实验中学一模，28)某质粒上有SalⅠ、HindⅢ、BamHⅠ三种限制酶切割位点，同时还含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因。利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程如图所示，请回答下列问题。
(1)抗盐基因是否在烟草细胞中稳定遗传的关键是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)在构建重组质粒时，应选用____________和____________两种酶对目的基因和质粒进行切割，以保证重组DNA序列的唯一性。
(3)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法。含有目的基因的农杆菌
1
可根据标记基因进行筛选。若农杆菌在含有氨苄青霉素和四环素的培养基上都可以生长繁殖，农杆菌中是否己含有目的基因？________(填“是”或“否”)。为什么？__________________________________________。
(4)愈伤组织经____________形成完整植株，这一过程需要再转接到________培养基上进行培养，该过程的实质是____________________________。
3．(2017辽宁沈阳育才学校八模，28)研究人员欲对双子叶植物拟芥蓝叶片中某种蛋白质进行改造，使其能结合空气中微量的黄色炸药挥发分子，导致叶片产生特定颜色变化，从而有助于检测公共场所是否存在爆炸物。请回答问题。
(1)科研人员从上述预期蛋白质的功能出发，设计________结构，然后推测相应目的基因的________序列，最终人工合成目的基因。
(2)在进行转基因操作之前，需要先对该基因表达产物的________进行鉴定。
(3)使用农杆菌的________________作为载体，有利于将目的基因整合到拟芥蓝细胞染色体的DNA上。
(4)在________和人工控制的条件下，将上述拟芥蓝细胞培养在人工配制的培养基上，诱导其产生________________、丛芽，最终形成转基因拟芥蓝植株。
(5)在转基因植株附近放置微量的____________________________，从个体生物学水平鉴定出目的基因成功表达的转基因植株。
4．(2017福建厦门一中考前模拟，38)科学家尝试使用Cre/loxP位点特异性重组系统，在检测目的基因导入成功后，删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因。其技术过程如下(图中的代表基因前的启动子)，据图回答问题。
(1)loxP是一种只由34个碱基对构成的小型DNA片段，由两个13个碱基对反向重复序列和中间间隔的8个碱基对序列共同组成，自身不会表达，插入质粒后也不影响原有基因的表达，其碱基序列如下：
↓
5′－ATAACTTCGTATA－ATGTATGC－TATACGAAGTTAT－3′ 3′－TATTGAAGCATAT－TACATACG－ATATGCTTCAATA－5′
↑
Cre酶能特异性地识别此序列并在箭头处切开loxP，其功能类似于基因工程中的________酶。
(2)将重组质粒导入植物细胞中最常用的方法是____________。作为标记基因，抗除草剂基因用于检测目的基因是否导入成功的原理是
________________________________________________________________________。
(3)经检测成功后，抗除草剂基因已没有用途，继续留在植物体内可能会造成的安全问题是____________________________。经Cre酶处理后，质粒中的两个loxP序列分别被切开后，可得到上图右侧的两个DNA分子。由于__________________________的原因，抗除草剂基因不再表达，之后会在培养过程中消失。
(4)loxP序列是有方向性的。如果经Cre酶处理后，发现抗除草剂基因反向连接在质粒
2
一上，则原来质粒一中这两个loxP序列的方向是________。
A．两个都是正向 B．两个都是反向 C．一个正向，一个反向 D．与方向无关
5．(2017福建南安3月段考，38)利用相关工程技术可以获得抗黑腐病杂种黑芥—花椰菜植株，已知野生黑芥具有黑腐病的抗性基因，而花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，技术人员用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力，再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，流程如下图。
据图回答下列问题。
(1)该过程用到的工程技术有
________________________________________________________________________ 和____________________。
(2)过程①所需的酶是______________________________，过程②PEG的作用是
__________________，经过②操作后，需筛选出融合的杂种细胞，显微镜下观察融合的活细胞中有供体的叶绿体存在可作为初步筛选杂种细胞的标志。
(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是______________。原生质体经过细胞壁再生，进而分裂和脱分化形成 ____________________________。
(4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和双亲植株的根尖，制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的____________________；将杂种植株栽培在含有____________________的环境中，可筛选出具有高抗性的杂种植株。
6．红细胞生成素(EPO)是人体内促进红细胞生成的一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。目前临床使用的是重组人红细胞生成素(rhEPO)，其简易生成流程如图所示。
(1)图中①所指的物质是____________，②所指的物质是______________，③是__________。
(2)③中的______________是RNA聚合酶的识别和结合部位，将③导入中国仓鼠卵巢细胞系(CHO)最常用的方法是________________法。
(3)对重组CHO细胞进行体外培养需要通入一定浓度二氧化碳的目的是__________________，通常在细胞培养液中添加一定量的______________以防止培养过程中的污染。
7．(2017山东济南二模，38)某基因研究院培育出了转基因克隆绵羊，该绵羊能合成深海鱼体内富含的不饱和脂肪酸omega-3。
(1)在培育转基因克隆绵羊过程中，除去处于______期的卵母细胞的细胞核，通过________使该细胞与供体细胞融合，进而构建重组胚胎。
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(2)为保证胚胎移植顺利进行，需要在合适的季节对供、受体母羊进行________________处理，重组胚胎发育到____________________阶段时，可将其移入受体母羊。
(3)培育过程中，科研人员同时将omega-3合成酶的基因片段转移到了该羊基因组中，该过程的核心是____________________，目的基因进入受体细胞并维持稳定和表达的过程，称为________。
(4)目前，人们主要通过食用深海鱼肉摄取omega-3，这造成了人们过度捕杀深海鱼而严重破坏了海洋生态系统，使生态系统的____________稳定性下降。建造海底人工鱼礁，其目的是改善海洋环境，是实现海洋渔业可持续发展的举措之一，这体现了生态工程所遵循的__________原理。
8．阅读下面关于“利用转基因番茄生产人胰岛素的方法”的专利摘要，并回答问题。 本发明利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素，所用的人胰岛素基因是根据植物“偏爱”的密码子设计，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成。将该基因置于CaMV35S启动子和果实专一性启动子2A12的驱动之下通过农杆菌介导的方法转入番茄中，在番茄的果实中表达人胰岛素。并且在胰岛素－COOH端加上KDEL内质网滞留序列，避免胰岛素在植物细胞中的降解。
(1)根据上述专利摘要，本发明中所用的人胰岛素基因是采用__________方法获得的，获得的目的基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列______________(填“相同”或“不同”)。
(2)本发明中，将目的基因导入受体细胞的方法是____________，载体上的T－DNA可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。
(3)吃这种转基因番茄能否治疗人类的Ⅰ型糖尿病？________(填“能”或“不能”)。原因是______________________________________________。
(4)某公司始终秉承“绿色庄园、生态产业、健康生活”的发展理念，着力打造全产业链现代新概念农业庄园。雇佣农民种植转基因番茄，农民既有土地和房屋租赁收入，又有工资收入。公司的这一措施主要体现了生态工程的________原理。
(5)生物技术是一把双刃剑，可以造福人类，使用不当也会给人类带来灾难，目前我国是种植转基因作物较多的国家之一，有关安全性的争议越来越多，转基因生物安全性问题主要涉及以下三个方面：____________________________、______________________、______________________。
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