2011年12月19日，在“中国（无锡）动物生物反应器产业高峰论坛”上，中国工程院院士李宁介绍：把牛奶变成母乳，这绝对是可能的。而把牛奶变成“人奶”的技术，就称之为“动物生物反应器”。动物生物反应器是以基因工程技术为核心，以动物体为“车间”，低成本大规模生产高附加值重组药物蛋白的新一代生物制药技术。下图是培育表达人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器的技术路线。据图回答下列问题：

（1）基因工程的核心步骤是                  。图中基因表达载体的组成，除具有复制原点、人类白细胞介素基因外，还必须具有启动子、                 等。启动子是一段有特殊结构的DNA片段，是         识别和结合的部位。

（2）过程①可采用的操作方法是            ，过程③采用的生物技术是        。在②过程的生物技术中，需对供体牛和受体牛进行         处理，为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。

（3）为检测人类白细胞介素基因是否成功表达，可采用          技术。

（4）继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。该系统与乳腺生物反应器相比，具有哪些优点？（答出一点即可）

（5）为使外源基因在后代中长期保持，可将转基因动物体细胞的细胞核转入       中构成重组细胞，然后再运用一定的生物技术手段使其发育成与供体具有相同性状的个体。

（15分）生物选做题
A．[生物技术实践] 啤酒是我们日常生活中最常见的饮料之一。在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。当糖度下降到一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和啤酒。根据上述过程，回答以下问题：
（1）具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种，对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌，诱变及筛选过程如下：
步骤1：野生菌液体培养一段时间后接受紫外线照射诱变处理。
步骤2：制备选择培养基。在基本培养基的基础上，注意      和      ，加琼脂后灭菌，制成固体平板。
步骤3：将紫外照射后的菌液稀释涂布平板。
步骤4：根据                          筛选出突变菌。
（2）酿酒过程中，经检测活菌数量适宜但却不产生酒精，应采取的措施是                    。
（3）为研究发酵罐中酵母菌的生长状况，常要取样统计分析，并测定pH值，判断取样先后顺序的主要依据是                                              。
（4）小麦脱粒以后还有大量的麦秆，主要成分为木质素、纤维素和半纤维素，但是酵母菌无法直接利用，原因是                     。请提出解决该问题的方法。（列举两种方法）
                                                                       
（5）突变菌往往带有一些特殊的基因。在获得这些基因的过程中，PCR技术相当重要。PCR扩增反应中加入引物的作用是                                    ，加入DNA聚合酶的作用是                                            。
B．[现代生物科技专题] 继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：
（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是               。
（2）在基因工程中，将目的基因与运载体结合时必须用            酶和         酶。常用的运载体有            等，而作为运载体必须具备相应的条件，例如应具有             以便进行筛选。进行基因转移时，通常要将外源基因转入        中，原因是                。
（3）通常采用      __________   技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。
（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的          细胞中特异性表达。
（5）为使外源基因在后代中长期保持，可将转基因小鼠体细胞的        转入        细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体。该技术称为          。

（26分）

I．红外线CO₂分析仪可用于测定混合气体中CO₂的浓度及其变化量。将水稻的成熟绿叶组织放在密封透明的叶室内给以适宜光照，在不同CO₂浓度下测定光合作用速率。下图示光合作用增长率随CO₂浓度变化的情况，A～E是曲线上的点，请分析回答：

（1）图中光合作用增长率最大的是CD段，光合速率最快且CO₂度最低的是____点对应的值。

（2）若测定玉米的成熟绿叶组织，预计图中AB的斜率将       （填变大、变小、不变）。大田生产上，可通过               、增施农家肥料等措施保证C02的供应。

   （3）若用该装置和无色纱布测定叶片净光合速率与光照强度的关系，则主要实验设计思路是：在较强光照、温度适宜和CO₂充足的相同条件下，依次用           包裹叶室，分别测定叶片的净光合速率，并设计                      作对照组。

   （4）若下图表示玉米光合作用过程中形成NADPH和ATP的图解，下列有关叙述正确的是                         （    ）

A．虚线构成的图形代表了微管束鞘细胞中的叶绿体的囊状结构

B．在光合作用全过程中都不需要钾元素参与

C．电能转变为活跃的化学能全部储存在ATP中

D．叶绿体基粒上的色素都能吸收光能，而能把光能转换成电能的只有处于特殊状态的叶绿素a

       II．下图是将动物的生长激素基因导入细菌细胞内，产生‘‘工程菌”的示意图。请据图回答：

   （1）在“工程菌”细胞内，控制细菌合成生长激素的基因、控制细菌主要性状的基因依次存在于                、                  上。

   （2）在构建重组运载体B的过程中，需用——种限制酶切割        个磷酸二酯键。

   （3）将重组DNA分子导入细菌细胞前，通常应先用           处理受体细胞。

   （4）在该工程中若限制酶能识别的序列和切点是G‘GATCC，请画出质粒被切割形成的黏性末端。

   （5）利用基因工程产生 蛋白质药物，经历了三个发展阶段。第一阶段，将人的基因转入细菌细胞（如本题所述）；第二阶段，将人的基因转入小鼠等动物的细胞；第三阶段，将人的基因转入活的动物体，饲养这些动物，可从乳汁或尿液中提取药物，利用转基因动物尿液生产提取药物比乳汁提取药物的更大优越性在于：处于不同发育时期的                性动物都可生产药物。

（12分）胚胎干细胞介导法（转基因动物培育的途径之一），即将外源基因导入胚胎干细胞，然后将转基因的胚胎干细胞注射于受体动物胚胎，参与宿主的胚胎构成，形成嵌合体，直至达到种系嵌合。下图是实验过程示意图，请分析回答下列问题：

（1）胚胎干细胞（ES细胞）体外培养时需要在           条件下进行，由于人们对细胞所需营养物质还没有搞清楚，因此在使用合成培养基培养细胞时需加入      。

（2）图中②表示导入        时期的胚胎。生成嵌合体小鼠④，外源DNA转染的ES细胞产生的变异类型属于          。构建外源DNA分子所用的限制性内切酶、DNA连接酶分别作用于图中的           （a、b）处。

（3）1984年我国第一例转生长激素基因的鱼诞生，但鱼类易于逃逸、扩散，会引起生态安全性问题，试分析原因：             。

（11分） 2011年12月19日，在“中国（无锡）动物生物反应器产业高峰论坛”上，中国工程院院士李宁介绍：把牛奶变成母乳，这绝对是可能的。而把牛奶变成“人奶”的技术，就称乏为“动物生物反应器”。动物生物反应器是以基因工程技术为核心，以动物体为“车间”，低成本大规模生产高附加值重组药物蛋白的新一代生物制药技术。下图是培育表达人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器的技术路线。据图回答下列问题：

（1）基因工程的核心步骤是                  。图中基因表达载体的组成，除具有复制原点、人类白细胞介素基因外，还必须具有启动子、                 等。启动子是一段有特殊结构的DNA片段，是

         识别和结合的部位。

（2）过程①可采用的操作方法是            ，过程③采用的生物技术是        。在②过程的生物技术中，需对供体牛和受体牛进行         处理，为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。

（3）为检测人类白细胞介素基因是否成功表达，可采用          技术。

（4）继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。该系统与乳腺生物反应器相比，具有哪些优点？         （答出一点即可）。

（5）为使外源基因在后代中长期保持，可将转基因动物体细胞的细胞核转入     中构成重组细胞，然后再运用一定的生物技术手段使其发育成与供体具有相同性状的个体。