基因工程
（08广东卷·39）(现代生物科技专题，10分)
一、天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。
研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转人酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。
请回答下列问题：
（1）将淀粉酶基因切割下来所用的工具是，用将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，下一步将该DNA分子，以完成工程菌的构建。
（2）若要鉴定淀粉酶基因是否插人酿酒酵母菌，可采用的检测方法是；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用检测。
将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上，培养一定时间后，加入碘液，工程菌周围出现透明圈，请解释该现象发生的原因。
（3）如何进一步鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小?
（4）微生物在基因工程领域中有哪些重要作用?
二、为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。
我国科学家应
用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系
（1）获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的处，
DNA连接酶作用于处。
（填“a”或“b”）
（2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和法。
（3）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用技术。
该技术的核心是和。
（4）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的作探针进行分子杂交检测，又要用高浓度盐液无土栽培作对照方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性
三、饲料原料中的磷元素有相当一部分存在于植酸中，猪、禽等动物由于缺乏有关酶，无法有效利用植酸，造成磷源浪费，而且植酸随粪便排除后易造成环境有机磷污染。
植酸酶能催化植酸水解成肌醇和磷酸，因此成为目前重要的饲料添加剂之一。
（1）饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。
利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的，然后改变植酸酶的，从而得到新的植酸酶。
（2）培育转植酸梅基因的大豆，可提高其作为饲料原料磷的利用率。
将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是。
请简述获得转基因植株的完整过程。
（3）为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过转入猪的受精卵中。
该受精卵培养至一定时期可通过方法，从而一次得到多个转基因猪个体。
细胞工程
一、（1）植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。
该技术可以保持品种的，繁殖种苗的速度。
离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该植物的全部。
(2)把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其原因是避免的污染。
（3）微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗，而与配比适宜时可促进芽的增殖。
若要抑制试管苗的生长，促使愈伤组织产生和生长，需尊使用的生长调节剂是(脱落酸、2，4-D)。
（4）将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后，单株鲜重和光合作用强
度的变化如图。
据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度的变化趋
是，单株鲜重的变化趋势是。
据图判断，培养基中不含蔗糖时，试管苗
光合作用产生的有机物的量(能、不能)满足自身最佳生长的需要。
(5)据图，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力，应(降低，增加)
培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。
二、白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为20、18.以白菜为母本，甘蓝为父本，经人工授粉后，将雌蕊离体培养，可得到“白菜—甘蓝”杂种幼苗。
（1）白菜和甘蓝是两个不同的物种，存在隔离。
自然条件下，这两个物种间不能通过的方式产生后代。
雌蕊离体培养获得“白菜-甘蓝”杂种幼苗，所依据的理论基础的植物细胞具有。
（2）为观察“白菜—甘蓝”染色体的数目和形态，通常取幼苗的做临时装片，用染料染色。
观察、计数染色体的最佳时期是。
（3）二倍体“白菜—甘蓝”的染色体数为。
这种植株通常不育，原因是减数分裂过程中。
为使其可育，可通过人工诱导产生四倍体“白菜-甘蓝”这种变异属于。
三、肝脏是机体物质代谢的主要场所，请回答：
(1)肝脏对大部分激素具有灭活和降解作用，此作用有助于机体维持，从而保证机体正常生命活动。
(2)慢性肝病患者的肝细胞膜上的胰岛素受体数目减少，导致患者血糖浓度升高，其主要是。
血糖浓度升高使机
体的细胞外液渗透压升高，从而刺激垂体释放 。
(3)肝脏内多种免疫细胞受神经支配，神经末梢释放的 能调节这些细胞的免疫效应。
(4)下图表示利用细胞工程技术治疗肝病患者的流程图。
问：
①图中的甲细胞应是取自 (患者父母／患者／患者的
兄弟姐妹)的正常体细胞；早期胚胎细胞的分裂方
是 。
胚胎干细胞可以分化为成年个体的任何一种组
织细胞的原因是 。
②图中a 、b 所涉及的生物工程技术分别
是 。
胚胎工程
一、一对表现型正常的夫妇，生了一个镰刀型细胞贫血症（常染色体隐性遗传病）患儿。
在他们
欲生育第二胎时，发现妻子的双侧输卵管完全堵塞，不能完成体内受精。
医生为该夫妇实施了体
外受精和产前基因诊断，过程如右图。
请回答：
（1）过程①是指在体外进行的__________处理，从而使精子与卵子结合形成受精卵；过程②称
为_______________。
（2）在对胎儿进行镰刀形细胞贫血症的产前基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取物质③
__________进行PCR 扩增。
然后用Mst Ⅱ对扩增产物进行切割，产生多个片段的酶切产物。
据
此判断，Mst Ⅱ是一种______酶。
（3）不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同，形成不同的电泳条带。
该家庭成员的镰刀
型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如④，据此判断胎儿为_____________（填“正常”、“患者”
或“携带者”）。
二、自1981年Evans 和Kaufman 首次成功分离小鼠胚胎干细胞（ES 细胞），医学界对其的研究
虽颇有争议但也如火如荼，下图表示利用胚胎干细胞(ES 细胞)所做的一系列研究，请据图分析回
答：
(1)过程Ⅰ将胚胎干细胞置于用γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。
在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的________，加入抗生素是为了________，这对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。
(2)过程Ⅱ将带有遗传标记的ES 细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物器官形成的时间、发育过程以及影响的因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有________的特点。
在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是________。
(3)过程Ⅲ中目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是________，将获得的目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体，其目的是__________________ (4)过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。
实验时，必须用X 射线照射去除胸腺的小鼠，获得免疫缺陷小鼠，其目的是_____________该过程研究的意义在于解决___________________问题。
三、胚胎工程技术包含的内容很丰富，如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是黄牛，请据图回答下列问题：
(1)应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于 ，细胞B 的名称
是 。
(2)应用2中牛完成体内受精的场所是____________，刚种植在子宫内的胚胎
其发育程度一般为 ，胚胎种植后可以通过__________从母体获得正常
发育所需要的物质。
这种试管牛的产生，采用的胚胎工程技术有 （至
少答出2种）等。
(3)应用3中细胞C 取自牛胎儿的 ，或 细胞。
(4)应用4中通过 技术获得二分胚①和②，得到两只小牛，可以通
过PCR 技术进行小牛早期胚胎性别鉴定；也可以在细胞水平上通过对
抽取、分离妻子丈夫卵子精子受精卵早期胚胎父、母、患儿酶切产物子宫羊水中的胎儿细胞③扩增产物酶切产物④母患儿胎儿
②①PCR Mst Ⅱ基因分析电泳带谱注：电泳条带加样孔父
___________的分析进行性别鉴定。
生态工程
一、（2008广东卷32）．(10分)
随着水体富营养化程度日趋严重，淡水湖泊藻类水华频繁发生。
人工打捞和投放大量化学杀藻剂紧急处理是常用的治理方法。
近年来，研究者采用投放食浮游植物的鱼类和种植大型挺水植物构建生物修复系统的方法，收到较好的效果。
根据上述材料回答问题：
（1）杀藻剂处理水华与生物修复的方法相比，主要缺点是和。
（2）在该修复生态系统中，主要生产者是和，鱼类属于该生态系统的。
（3）生物修复系统构建后，种间关系发生了哪些主要变化?
（4）挺水植物在该系统中的作用是和。
该修复系统经过一段时间运行后，群落结构趋于稳定，群落的这个变化过程属于。
二、珠江三角洲的农民充分利用自然条件，建立该地特有的农业生态系统的良性循环模式：蔗基、鱼塘和桑基、鱼塘。
下图是蔗基、鱼塘和桑基、鱼塘的模式图，据图回答下列问题
(1)这种人工生态系统最基本的生物因素是_______。
要使它长期稳定发展，除了有稳定的来源，还应保证各类生物。
(2)建立这一生态系统的目的是使生产者固定的能量__________；其能量利用率高的原因是其在营养结构具有_______的特点。
(3)蚕粪、蔗叶进入鱼塘经过__ ____的作用，释放出__ _______，被植物利用。
(4)概括地说，该生态系统功能的维持，取决于__ __ 。
(5)该生态系统把桑基鱼塘与蔗基鱼塘有机地组合在一起，优化了系统结构，遵循_ _ 原理。
（答出两点）
三、池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄物、换水不及时等引起的水体污染现象，研究者设计了一种循环水池塘养殖系统（如下图）。
请回答下列问题：
（1）与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性______。
人工养殖池塘水体的N、P含量容易升高，会引起水体的富营养化；藻类等浮游生物大量繁殖、加之死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量下降，造成鱼类等死亡，进一步破坏了生态系统稳态，这种调节方式称为_____。
（2）与传统养殖池塘相比，该养殖系统增加的生态工程设施有_______________。
可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施，起到对水体的_____________，有效减少水体中的N、P等含量。
（3）该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部，实现水层交换，其目的有______________________、____________________。
（4）该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为____________________________。
（5）保持池塘水体中适当的N、P含量是必要的，该养殖系统可以通过_____________、________________进行调控。
基因工程
一、⑴限制性核酸内切酶DNA连接酶导入酿酒酵母菌⑵DNA分子杂交技术抗原抗体杂交技术这说明淀粉酶基因已成功导入工程菌并能够稳定地表达淀粉酶⑶测定相同培养条件下不同工程菌菌株的淀粉酶活性或酒精产量⑷)①．工具酶主要来自微生物；②．最重要的目的基因供体库之一；③．目的基因的载体之一；④．作为受体细胞；⑤．提供用于发酵的工程菌(任选3条)
二、（1）a；a （2）花粉管通道法（3）植物组织培养；脱分化和再分化（4）DNA
三、（1）空间结构氨基酸序列（2）农杆菌转化法外源植酸酶基因——农杆菌——大豆细胞——大豆植株再生——鉴定（3）显微注射法胚胎分割移
植
细胞工程
一、（1）遗传特性快遗传信息（2）微生物（3）生根细胞分裂素2,4-D （4）逐渐减小先增加后下降不能（5）降低
二、（1）生殖杂交（有性生殖）全能性（2）根尖（茎尖）醋酸洋红（龙胆紫、碱性）有丝分裂中期（3）19 没有同源染色体配对现象染色体变异
三、(1)内环境稳态(2)肝细胞摄取葡萄糖减慢，肝糖原合成减少抗利尿激素(3)神经递质(4)①患者有丝分裂（胚胎干细胞）具有（发育的）
全能性
②核移植（细胞核移植）、早期胚胎培养
胚胎工程
一、（1）精子获能胚胎移植（2）DNA 限制性核酸内切（3）正常
二、(1)营养物质（1分）防止杂菌污染(2)发育的全能性原肠胚(3)显微注射法使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，
使目的基因能够发挥作用(4)去除胸腺，使其不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植的组织细胞不会被排斥临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等
三、(1)供体1和供体2 卵细胞(2)输卵管胎盘桑椹胚或囊体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植）(3) 原始性腺早期胚胎(4)胚胎分割染
色体
四、生态工程
一、（1）二次污染，持效短。
（或者回答污染环境（杀伤天敌）和使藻类产生抗药性）（2）藻类，大型挺水植物，消费者。
（3）大型挺水植物与藻类竞争，鱼捕食藻类。
（4）吸收营养，降低富营养化程度；遮光，影响藻生长；分泌次生代谢物抑藻。
次生演替。
二、（1）生产者和分解者能量种类和数目保持相对稳定（2）流向对人类最有益的部分食物链短（3）分解者矿质离子（4）生产者、消费者和分解者之间的物质循环和能量流动在较长时间保持动态平衡（5）系统的结构决定功能的原理、物质循环再生原理
三、（1）高正反馈（2）生态塘和潜流湿地净化作用（3）增加水中的溶氧量提高饵料的利用率（4）水体中的N和P含量越来越高（5）补水和排水水泵控制水的流量。
