Ⅲ.利用分子育种技术提高BglB酶的热稳定性
在PCR扩增bglB基因的过程中，加入诱变剂可提高bglB基因的突变率。经过筛选，可获得能表达出热稳定性高的BglB酶的基因。
(5)与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌相比，上述育种技术取得热稳定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR过程中________(多选)。
A．仅针对bglB基因进行诱变 B．bglB基因产生了定向突变 C．bglB基因可快速累积突变
D．bglB基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变
22．(10分)下图为利用生物技术生产单克隆抗体和经体外受精培育优质奶牛的过程。请回答下列问题：
(1)细胞A的形成过程中常用的方法有________________________(至少答两种)。 (2)在Ⅰ图制备单克隆抗体的过程中，包括________和________两个过程。直接产生的A细胞可能有3种，经选择性培养的杂交瘤细胞，还需进行____________________________，经多次筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞，进行体内或体外培养。
(3)单克隆抗体与常规的血清抗体相比，其最大的优越性是______________________。 (4)在Ⅱ图优质奶牛的培育过程中，需要进行胚胎移植，移植后的胚胎能在受体子宫中存活，其生理基础是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)若要同时获得多头与此优质奶牛相同的小牛，可对Ⅱ中囊胚进行________，操作过程
需
要
特
别
注
意
的
问
题
是
_________________________________________________________。
23．(8分)设计并生产更加符合人类需要的蛋白质具有极为广阔的应用前景。利用胚胎工程技术生产预期蛋白质的流程如下图所示。
(1)过程①～⑤所示的生物工程为________。该工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过________的修饰或合成，对现有的____________进行改造，或制造出一种新的蛋白质，以满足人类生产生活的需求。
(2)若预期蛋白质欲通过乳腺生物反应器生产，需在过程⑨之前，对精子进行筛选，以保留含________性染色体的精子并对精子进行________处理。
(3)若过程⑥中的卵母细胞来自从屠宰场收集的卵巢，则在过程⑧之前，需进行体外培养到________期方能受精。为提高培育成功率，进行⑩过程之前，要对供、受体动物进行________处理。
(4)用胚胎分割技术处理发育到________期或囊胚期的早期胚胎并进行胚胎移植，可获得同卵双胎或多胎。
24．(10分)一青年农民利用自己学习的生态学知识在自家庭院里建了一个小型农业生态系统。下面是该家庭生态工程的模式图，请据图分析回答问题。
(1)从图中可知，人类生活中所需的能源来自太阳能、沼气等。利用这些能源与利用煤炭相比，突出的优点是________________________________。
(2)该生态工程中的能量能够更多地被人类利用，原因是_______________________。 (3)生态工程建设的目的就是遵循自然界________的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。与传统的工程相比较，生态工程是一类________________________的工程体系。
(4)生态工程所遵循的基本原理是______________、________________、协调与平衡性原理、____________以及自生性原理。
(5)根据生态工程的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，食物链越长越好，营养级越多越好，你是否支持这一观点？________。
25．(14分)人的血清白蛋白(HSA)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。应
用基因工程和克隆技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳汁生产血清白蛋白，既提高了产量，又有了安全保障。下面是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据图回答：
(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)在基因工程中，我们称②为________，在②进入③之前要用____________________等工具来构建基因表达载体，能实现②进入③的常用方法是______________________________。
(3)图中①一般经________处理可以得到③，从③到④过程中一般利用未受精的卵细胞去核后作为受体细胞，而不用普通的体细胞，原因是①_____________________________；②________________________。
(4)过程a是进行动物早期胚胎的体外培养，培养液中除了含有各种无机盐、维生素、葡萄糖、氨基酸、核苷酸等营养成分之外，还要添加______________________________。
(5)⑥是⑤生出的后代，那么⑥的遗传性状和________最相似，为什么？____________ __________________________________________________________________。利用该方法得到的动物叫做转基因克隆动物。
答案
1．选D 获取目的基因过程中用限制性核酸内切酶，构建重组DNA分子时，还需用同一种限制性核酸内切酶切割质粒；重组质粒的形成是在细胞外完成的；并不是所有质粒都可作为载体，最简单的质粒载体必须包括三部分：复制区、遗传标记基因、目的基因插入位点等；人工合成目的基因的方法之一是：根据蛋白质的氨基酸序列推测出相应的RNA序列，然后推测出它的结构基因的序列，最后通过化学方法人工合成目的基因。
2．选C 植物体细胞杂交技术的原理是细胞膜的流动性以及植物细胞的全能性。 3．选D 限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大。 4．选D 只有人们所需要的外源基因才称为目的基因；只有将外源基因导入细胞核中并整合到染色体上，其遗传才会遵循孟德尔遗传定律；质粒通常是存在于原核生物的细胞质中的小型环状DNA分子。通过基因工程，可以将某些细菌的基因导入植物细胞，并使其表达，从而在植物细胞中也能合成细菌的蛋白质。
5．选D 构建重组质粒需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶，不需要DNA聚合酶；含重组Ti质粒的农杆菌侵染植物细胞后，重组Ti质粒的T-DNA整合到受体细胞的染色体上，而不是重组Ti质粒整合到受体细胞的染色体上；导入受体细胞的目的基因表达后，转基因植株方能表现出相应性状，若目的基因在受体细胞中不表达，转基因植株不能表现出相应性状；⑤表现出抗虫性状则表明该植株细胞发生了基因重组，基因重组是可遗传变异。
6．选A 花粉经离体培养成单倍体植株利用的是植物组织培养技术。芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区都是植物的正常生长发育过程，是细胞分裂和分化的结果；植物传粉受精后形成受精卵，受精卵最终发育成植物体，属于有性生殖。
7．选C 杂种植株为四倍体，基因型为AaBb。
8．选A 胚胎移植的优势就是能充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，加快优良种畜的繁殖速度。
9．选C 内细胞团将来发育成胎儿的各种组织。
10．选D 受精卵的形成标志着受精作用的完成；透明带反应是防止多精入卵的一道屏障；卵子形成是从雌性动物的胚胎时期开始的，MⅠ和MⅡ两次分裂过程并不连续。
11．选C 动物细胞工程技术中，胚胎移植、胚胎分割移植、核移植均可获得动物个体，而细胞培养不能；“生物导弹”中的单克隆抗体不是抗癌药物，其作用是携带抗癌药物定向杀死癌细胞；动物细胞融合与植物细胞杂交相比，二者依据的原理均有细胞膜具有一定的流动性，但诱导融合的方法的不同之处是动物细胞融合可借助灭活的病毒，二者获得的融合细胞(同种融合细胞除外)都具有双亲的遗传特性。
12．选D 在应用基因工程技术培育转基因植物时，应避免选择可能产生对人类有害的物质的目的基因；在对克隆技术引发的伦理问题的争论中，普遍的观点是禁止克隆人的实验，但不反对治疗性克隆；在对胚胎工程技术引发的伦理问题的争论中，反对设计试管婴儿的原因之一是有人可能滥用此技术选择性设计婴儿；生物武器种类包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等，不包括干扰素。
13．选B 将若干a和b等量混合后转移到培养基上培养，经过细胞融合，c的细胞类型包括没有融合的细胞、相同细胞的融合和不同细胞的融合，即AA、BB、AAAA、BBBB、AABB。
14．选C 森林的采伐量小于生产量是人们合理利用森林资源的一个基本要求，不影响森林生态系统的生存及其稳定性。农田施用化肥，人工鱼塘喂养鱼饲料属于正常现象；农田输出的氮素多于补充的氮素会影响农田的土壤肥力，导致土壤缺氮，影响再生产与可持续发展。
15．选C 过程①是将高度分化的成纤维母细胞通过导入诱导基因后，诱导形成干细胞，属于基因重组；过程②的实质是基因的选择性表达，属于细胞分化；丙细胞是由B细胞和骨髓瘤细胞融合后形成的，它同时具备了B细胞和瘤细胞的特点，既能无限增殖，又能分
泌特异性抗体；过程③是动物细胞融合，需使用聚乙二醇作诱导剂，过程④是动物细胞培养制备单克隆抗体的过程，不需要聚乙二醇。
16．选C 紫草素是从愈伤组织的细胞中获取的，不用培养成完整的植株。
17．选C 图甲是内细胞团细胞，将来能够发育成除胎膜和胎盘外的其他组织和器官。胚胎干细胞的体积较小，细胞核较大。在体外培养情况下，胚胎干细胞可以只增殖而不发生分化。利用胚胎细胞可以诱导形成器官，但目前并没有大规模应用。
18．选D 对湿地的恢复和保护，既要控制点源污染，也要控制非点源污染。 19．选C 流入的污水经沉淀后被污泥中的微生物分解，分解产生的无机盐又被藻类等生产者利用，这个过程中细菌起的是分解作用，而藻类的作用不能称为分解作用。整个过程中既有物理沉降又有微生物的分解作用。随着距水面深度的增加，含氧量不断下降，不同水层的微生物呼吸作用类型可能依次是好氧型、兼性厌氧型和厌氧型。
20．选D 脱分化过程细胞数目增多；①②过程需要激素(如细胞分裂素和生长素)支持，但不需要二氧化碳培养箱；由图示可知，要获得重组质粒，需要同时用Pst Ⅰ限制性核酸内切酶和EcoRⅠ限制性核酸内切酶切割质粒和抗病基因，但不能确定含抗病基因的DNA和质粒只含有一个PstⅠ限制性核酸内切酶识别序列；普通质粒中含卡那霉素抗性基因，所以导入普通质粒的组织细胞也可在含卡那霉素的培养基中存活。
21．解析：(1)BglB酶是嗜热土壤芽孢杆菌产生的一种耐热纤维素酶，因此在该菌体内存在相应的基因，利用PCR扩增bglB基因时，应选用嗜热土壤芽孢杆菌的基因组DNA作模板。(2)构建表达载体时要使目的基因插入在启动子和终止子之间，而且不能破坏启动子、终止子、复制原点、抗生素抗性基因等部位，由图示知，只能选用NdeⅠ和BamHⅠ限制酶切割质粒和目的基因，因此在扩增的bglB基因的两端需分别引入NdeⅠ和BamHⅠ不同限制酶的识别序列。(3)bglB基因能够编码BglB酶(一种纤维素酶)，BglB酶能分解纤维素。大肠杆菌不能降解纤维素，但转入bglB基因的大肠杆菌能分泌有活性的BglB酶，获得了降解纤维素的能力。(4)根据图1可知，80 ℃下BglB酶活性接近于0，由图2可知，BglB酶在80 ℃保温30分钟后，其相对活性为0，因此80 ℃保温30分钟后，BglB酶会失活；BglB酶的最适温度在60～70 ℃，而在70 ℃下保温一段时间后酶活性逐渐降低，因此为高效利用该酶降解纤维素，反应温度最好控制在60 ℃。(5)在PCR扩增bglB基因的过程中，加入诱变剂可提高bglB基因的突变率，该过程中诱变剂只针对bglB基因进行诱变，而用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌，是针对嗜热土壤芽孢杆菌内的所有基因进行诱变；基因突变是不定向的，用诱变剂处理bglB基因不能产生定向突变；在PCR扩增bglB基因的过程中，加入诱变剂可快速累积突变，而用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌则不能；BglB酶是由bglB基因编码的，基因突变是指基因的内部结构发生改变(碱基对的增添、缺失或改变)，可能会导致酶的氨基酸数目改变。
答案：(1)嗜热土壤芽孢杆菌
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