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题组层级快练(四十三)生态工程1．(2013·广东)污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分，可用作肥料，但其多环芳烃(PAHs)等有机污染物含量通常较高，施入土壤会带来二次污染。
生物质炭是由作物废弃秸秆等炭化而成。
将污泥、含7%生物质炭的污泥均堆放一段时间后用于盆栽实验，研究它们对黑麦草生长及PAHs迁移的影响，结果见下表。
(1)合成增加，从而促进根系对土壤养分的吸收。
(2)由表可知，施用含生物质炭污泥的________，从而促进黑麦草生长；污泥的施用使土壤和黑麦草的PAHs含量________，但生物质炭的输入________，从而降低PAHs污染的风险。
由此可见，生物质炭有望用作污泥改良剂，促进污泥的推广应用。
污泥的应用符合生态工程的________原理。
解析(1)生物质碳孔隙结构发达，能改善土壤的通气状况，促进细胞的呼吸作用，使得细胞的呼吸作用加强，合成ATP增加，为根系主动吸收养分提供能量。
(2)由图可知，施用含有生物质炭的污泥的黑麦草叶绿素的含量较多，从而促进黑麦草的生长，污泥施用后土壤和黑麦草的PAHs含量增加，生物质炭的输入则能降低土壤和黑麦草中PAHs的增加量。
(3)污泥中含有大量的有机质和无机成分，施用污泥的目的是使其中的养分被充分吸收利用，因此利用了物质循环再生的生态工程原理。
答案(1)呼吸作用ATP(2)黑麦草叶绿素含量较多升高能降低土壤和黑麦草中PAHs的增加量物质循环再生2．图1是某村子里的生态农业示意图，图2为矿区废弃地的生态恢复工程流程图，请据图回答有关问题。
(1)生态工程与传统工程相比，是一类________的工程体系。
(2)从生态学角度分析，人们建立图示农业生态系统的主要目的是___ ______________________________________________，图1生态农业主要借鉴了“无废弃物农业”，主要体现了生态工程的________原理。
生态工程1．(2016·襄阳模拟)生态农业是21世纪农业发展的方向，它遵循可持续发展的原则，以不危及后人发展为前提，在人类生产活动干预下，用科学的发展观，获取生物群体共生，生态和谐，质量安全，优质高效的农业生产载体，也可称为人工生态系统。
生态农业建设的核心是：整体、协调、循环、再生、增效。
整体是对整个国土进行科学规划；协调农业各业并使农业生产过程中的技术整合、生产与加工并重，销售与市场对接；循环是投入与产出及生产过程中物质、能量的良性利用；再生是向附加值递进；增效是指经济、生态、社会综合效益的可持续发展。
(1)植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了________(填“生态系统”“群落”或“种群”)。
在植物池的食物网中，植物位于第________营养级。
植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于________所固定的________能。
(2)生态工程应在________、________、________等方面取得最佳效果并达到预期目标。
(3)生态农业以________理论为依据，以________协调发展为前提，在一定区域内，因地制宜地规划、组织和开展多层次、多功能的农业生产。
生态农业以保持生态系统内的________为主导思想，促进物质在系统内循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。
(4)一般来说，生态工程的主要任务是对______________进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。
解析：(1)该题强调的是池中的所有生物，不包含无机环境，所以不能称为生态系统而应该是群落。
流入一个生态系统的总能量为生产者(第一营养级)所固定的太阳能。
(2)从材料中的最后一句话可知，生态工程应在经济、社会、生态环境等方面取得最佳效果并达到预期目标。
(3)生态农业是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。
题组层级快练(四十)基因工程(A卷)1．(2015·新课标全国Ⅰ)HIV属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。
回答下列问题：(1)用基因工程方法制备HIV的某蛋白(目的蛋白)时，可先提取HIV中的________，以其作为模板，在________的作用下合成________。
获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。
(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是________。
该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV，检测的原理是________。
(3)已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。
引起这种现象的根本原因是HIV主要感染和破坏了患者的部分________细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。
(4)人的免疫系统有________癌细胞的功能，艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。
解析(1)HIV属于逆转录病毒，它的遗传物质是RNA，在逆转录酶的作用下可以逆转录为cDNA，用于构建基因表达载体，从而制备HIV的某蛋白。
(2)HIV的某蛋白作为抗原进入机体后，能刺激人体产生针对该抗原的一种特殊的分泌蛋白——抗体；可用该抗体进行抗原—抗体进行杂交来检测血清中是否含有HIV。
(3)HIV病毒营寄生生活，寄生在T淋巴细胞内，T细胞参与体液免疫和细胞免疫，因此少了T细胞，特异性免疫几乎全部丧失，降低了机体的免疫功能。
(4)人体的免疫系统具有防卫、监控和清除的功能，可及时清除体内产生的癌细胞，艾滋病患者的整个免疫功能缺陷，机体会发生一系列顽固性疾病感染和肿瘤的发生。
答案(1)RNA 逆转录酶cDNA(或DNA)(2)抗体抗原抗体特异性结合(3)T(或T淋巴)(4)监控和清除2．(2015·江苏)胰岛素A、B链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。
图1是该方法所用的基因表达载体，图2表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程(融合蛋白A、B 分别表示β－半乳糖苷酶与胰岛素A、B链融合的蛋白)。
随堂真题演练35 基因工程及其安全性(2017·高考全国卷Ⅱ)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。
通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。
回答下列问题：(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是________________________________。
提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是________________________________________。
(2)以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是______________________________________。
(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是_____________________________________________________________(答出两点即可)。
(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是________________。
(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是____________________________________。
解析：(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是相对于老叶而言嫩叶组织细胞更容易被破碎。
提取RNA 时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是防止RNA降解。
(2)以mRNA为材料获得cDNA 的原理是在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA。
(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是目的基因无复制原点且目的基因无表达所需启动子。
高考生物一轮复习：单元质检卷十一现代生物科技专题(时间:90分钟满分:100分)1.(8分)科学家从某些能无限增殖细胞的细胞质中分离出无限增殖调控基因(prG),该基因能激发许多动物细胞的分裂,这为单克隆抗体的制备提供了更为广阔的前景。
请回答下面的问题。
(1)利用细胞融合技术制备单克隆抗体,一般选用的是和融合。
(2)有人提出,可以直接通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体,其思路如图所示。
①酶A是指,酶B是指。
②对已导入重组质粒的Ⅱ进行“检测”的原因是;Ⅲ所指的细胞具有的特点是。
2.(10分)(2021山西运城统考)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,运用方法除去的卵母细胞的细胞核,通过化学试剂使该细胞与供体细胞融合,进而构建重组胚胎。
(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,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,使目的基因进入受体细胞并维持稳定和表达的过程,称为。
利用PCR技术进行扩增目的基因的前提是。
(3)目前,人们主要通过食用深海鱼肉摄取omega-3,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。
(4)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。
十九大提出“绿水青山就是金山银山”,要实现这一目标不仅需要对破坏的生态环境进行恢复,还要考虑当地人的经济发展和生活需要,这主要遵循了生态工程的原理。
3.(10分)(2021宁夏石嘴山月考)干旱会影响农作物产量,科学家们对此进行了研究。
如图为用探针检验某一抗旱植物基因型的原理,相关基因用R和r表示。
(1)基因R与r的本质区别是的不同。
在利用PCR 技术扩增R或r基因过程中,利用可寻找抗旱基因的位置并进行扩增。
题组层级快练(四十二) 胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题1．(2015·重庆)某课题组为解决本地奶牛产奶量低的问题，引进了具高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。
(1)拟进行如下杂交：♂A(具高产奶基因的纯种)×♀B(具适宜本地生长基因的纯种)→C选择B作为母本，原因之一是胚胎能在母体内正常________。
若C中的母牛表现为适宜本地生长，但产奶量并不提高，说明高产奶是________性状。
为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛，根据现有类型，最佳杂交组合是________，后代中出现这种母牛的概率是________(假设两对基因分别位于不同对常染色体上)。
(2)用以上最佳组合，按以下流程可加速获得优良个体。
精子要具有受精能力，需对其进行________处理；卵子的成熟在过程________中完成。
在过程④的培养基中含有葡萄糖，其作用是________。
为筛选出具有优良性状的母牛，过程⑤前应鉴定胚胎的________。
子代母牛的优良性状与过程________的基因重组有关。
(3)为了提高已有胚胎的利用率，可采取______________技术。
解析(1)由于胚胎能在母体内进行正常的胚胎发育，所以可选择适宜当地生长的纯种牛做母本。
用纯种高产奶牛与适宜当地生长的纯种牛杂交，获得了C牛，表现为适宜当地生长，但产奶量并没提高，这说明不适宜当地生长是隐性性状，适宜当地生长是显性性状，高产奶是隐性性状，低产奶是显性性状。
由于控制奶牛的产奶量的基因和对本地的适应性的基因分别位于不同的染色体上，说明他们在遗传时遵循基因的自由组合定律，若控制奶牛的产奶量的等位基因为A和a，对本地的适应性的等位基因为B和b，可推知雄牛A的基因型为aabb，雌牛B为AABB，C为AaBb，可见要获得产奶量高且适宜当地生长的母牛(aaB_)，最佳的实验组合为♂A×♀C，此时后代出现所需牛(aaBb)的概率为1/4×1/2＝1/8。
题组层级快练(四十)基因工程(A卷)1．(2015·新课标全国Ⅰ)HIV属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。
回答下列问题：(1)用基因工程方法制备HIV的某蛋白(目的蛋白)时，可先提取HIV中的________，以其作为模板，在________的作用下合成________。
获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。
(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是________。
该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV，检测的原理是________。
(3)已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。
引起这种现象的根本原因是HIV主要感染和破坏了患者的部分________细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。
(4)人的免疫系统有________癌细胞的功能，艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。
解析(1)HIV属于逆转录病毒，它的遗传物质是RNA，在逆转录酶的作用下可以逆转录为cDNA，用于构建基因表达载体，从而制备HIV的某蛋白。
(2)HIV的某蛋白作为抗原进入机体后，能刺激人体产生针对该抗原的一种特殊的分泌蛋白——抗体；可用该抗体进行抗原—抗体进行杂交来检测血清中是否含有HIV。
(3)HIV病毒营寄生生活，寄生在T淋巴细胞内，T细胞参与体液免疫和细胞免疫，因此少了T细胞，特异性免疫几乎全部丧失，降低了机体的免疫功能。
(4)人体的免疫系统具有防卫、监控和清除的功能，可及时清除体内产生的癌细胞，艾滋病患者的整个免疫功能缺陷，机体会发生一系列顽固性疾病感染和肿瘤的发生。
答案(1)RNA 逆转录酶cDNA(或DNA)(2)抗体抗原抗体特异性结合(3)T(或T淋巴)(4)监控和清除2．(2015·江苏)胰岛素A、B链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。
图1是该方法所用的基因表达载体，图2表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程(融合蛋白A、B 分别表示β－半乳糖苷酶与胰岛素A、B链融合的蛋白)。
请回答下列问题：(1)图1基因表达载体中没有标注出来的基本结构是________。
(2)图1中启动子是________酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达；氨苄青霉素抗性基因的作用是________。
(3)构建基因表达载体时必需的工具酶有_______________________。
(4)β－半乳糖苷酶与胰岛素A链或B链融合表达，可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部，其意义在于________________________________________________________________________。
(5)溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键，用溴化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的A链或B链，且β－半乳糖苷酶被切成多个肽段，这是因为__________________________________________________________________________________________________________________。
(6)根据图2中胰岛素的结构，请推测每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量。
你的推测结果是________，理由是____________________________________________________________________________________________。
解析本题结合蛋白质的分子结构考查基因工程的相关知识，意在考查考生的信息获取能力和综合运用能力。
(1)基因表达载体的组成包括复制原点、启动子、目的基因、终止子和标记基因(氨苄青霉素抗性基因)，故图示中没有标注出来的是终止子。
(2)启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点；标记基因的作用是便于筛选出含有目的基因的大肠杆菌。
(3)构建基因表达载体需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶。
(4)若胰岛素肽链上的蛋白酶的切割位点暴露，则其容易被菌体内的蛋白酶催化降解。
(5)溴化氰能切断甲硫氨酸羧基端的肽键，使β－半乳糖苷酶被切成多个肽段，但对胰岛素的A链和B链无影响，这是因为β－半乳糖苷酶中含有多个甲硫氨酸，而胰岛素的A链和B链中不含有甲硫氨酸。
(6)由图2可知1个胰岛素分子含两条肽链，故其至少含2个游离的氨基。
这是因为两条肽链的一端各有一个游离的氨基，另外氨基酸的R基团中也可能含有游离的氨基。
答案(1)终止子(2)RNA聚合作为标记基因，将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来(3)限制酶和DNA连接酶(4)防止胰岛素的A、B链被菌体内蛋白酶降解(5)β－半乳糖苷酶中含多个甲硫氨酸，而胰岛素A、B链中不含甲硫氨酸(6)至少2个两条肽链的一端各有一个游离的氨基，氨基酸R基团中可能还含有游离的氨基3．(2015·四川)将苏云金杆菌Bt蛋白的基因导入棉花细胞中，可获得抗棉铃虫的转基因棉，其过程如图所示(注：农杆菌中Ti质粒上只有T－DNA片段能转移到植物细胞中)。
(1)过程①需用同种________酶对含Bt基因的DNA和Ti质粒进行酶切。
为将过程②获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来，应使用________培养基。
(2)过程③中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养，旨在让________进入棉花细胞；除尽农杆菌后，还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养，目的是_____________________________________________________________________________________________________________________。
(3)若过程④仅获得大量的根，则应在培养基中增加________以获得芽；部分接种在无激素培养基上的芽也能长根，原因是________________________________________________________________________。
(4)检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是________。
种植转基因抗虫棉能减少________的使用，以减轻环境污染。
解析本题考查基因工程的操作步骤，植物组织培养以及组织培养中激素对分化的影响等知识，意在考查考生的实验探究能力和综合应用所学知识解决实际问题的能力。
(1)过程①需用同种限制性核酸内切酶对含Bt基因的DNA和Ti质粒进行酶切。
筛选含重组质粒的农杆菌应使用选择培养基。
(2)将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养，旨在让T－DNA进入棉花细胞；除尽农杆菌后，还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养，筛选出含T－DNA片段的棉花细胞。
(3)增加细胞分裂素浓度，使生长素用量与细胞分裂素用量的比值降低，有利于芽的分化；部分接种在无激素培养基上的芽也能长根，原因是芽顶端合成的生长素向基部运输．促进下端生根。
(4)检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是投放棉铃虫，看食用转基因棉的棉铃虫是否死亡。
种植转基因抗虫棉能减少农药的使用，以减轻环境污染。
答案(1)限制性核酸内切选择(2)T－DNA 筛选获得含T－DNA片段的植物细胞(3)细胞分裂素浓度芽顶端合成的生长素向基部运输，促进根的分化(4)投放棉铃虫农药4．(2015·福建)GDNF是一种神经营养因子，对损伤的神经细胞具有营养和保护作用。
研究人员构建了含GDNF基因的表达载体(如图1所示)，并导入到大鼠神经干细胞中，用于干细胞基因治疗的研究。
请回答：(1)在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中，使用胰蛋白酶的目的是________________________。
(2)构建含GDNF基因的表达载体时，需选择图1中的______________限制酶进行酶切。
(3)经酶切后的载体和GDNF基因进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有3种，单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接(如图1所示)。
为鉴定这3种连接方式，选择HPaⅠ酶和Bam HⅠ酶对筛选得到的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA 片段进行电泳分析，结果如图2所示。
图中第________泳道显示所鉴定的载体是正向连接的。
(4)将正向连接的表达载体导入神经干细胞后，为了检测GDNF基因是否成功表达，可用相应的________与提取的蛋白质杂交。
当培养的神经干细胞达到一定密度时，需进行________培养以得到更多数量的细胞，用于神经干细胞移植治疗实验。
解析(1)在动物(大鼠)细胞培养过程中，使用胰蛋白酶的目的是使组织分散成单个细胞。
(2)据图可知，GDNF基因的两端都是XhoⅠ限制酶的酶切位点，而其中间是Bam HⅠ限制酶的酶切位点，因此为了酶切出GDNF基因，不能用Barn HⅠ限制酶，只能用XhoⅠ限制酶进行酶切。
(3)据图可知，载体和GDNF基因的长度分别是600 bp和700 bp，当载体自连时有Xho Ⅰ限制酶和HpaⅠ限制酶酶切位点，当选择HpaⅠ限制酶和Bam HⅠ限制酶进行双酶切时，只能得到一段长度为6 000bp的条带，对应第①泳道；当正向连接时限制酶的酶切位点依次为HpaⅠ－XhoⅠ－Bam HⅠ－XhoⅠ，它们之间的距离分别为100 bp、600 bp、100 bp，当选择HpaⅠ限制酶和Bam HⅠ限制酶进行双酶切时，会产生一段长度为100 bp＋600 bp即700bp 的条带，对应第②泳道；当反向连接时限制酶的酶切位点依次为HpaⅠ－XhoⅠ－Bam HⅠ－XhoⅠ，它们之间的距离分别为100 bp、100 bp、600 bp，当选择HpaⅠ限制酶和Bam HⅠ限制酶进行双酶切时，会产生一段长度为100 bp＋100 bp即200 bp的条带，对应第③泳道。
(4)为了检测目的基因(GDNF基因)是否成功表达，可采取抗原－抗体杂交技术。
动物细胞具有贴壁生长和接触抑制的特点，所以当培养的细胞达到一定密度时，应采取传代培养以获得更多数量的细胞。
答案(1)使细胞分散开(2)Xho I (3)②(4)抗体传代5．下图是获得转基因动物和植物的流程图，请据图回答：(1)图示获得大量目的基因的方法是___________________________。
(2)图中过程②采用的方法是________。
为使过程④中的受体生理状况适宜，可用激素对受体进行________处理。
(3)构建重组Ti质粒的过程⑤中需要用到的DNA连接酶根据来源分为两类：T4DNA连接酶和E·coli DNA连接酶，但这两种酶的作用有所差别：________________只能连接双链DNA的黏性末端，而________________既可以连接双链DNA的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA 的平末端。
