【生物——选修3现代生物科技专题】
请分析下面一项专利。
申请专利号 | 03109739.1 | 时间 | 2003.04.14 |
名 称 | 利用转基因番茄生产胰岛素的方法 | 公开号 | 1458161 |
公开日 | 2003.11.26 | 申请（专利权） | 林忠平 |
地 址 | 北京市北京大学 生命科学学院 | 发明（设计人） | 林忠平、倪挺、 陈溪、胡鸢雷 |
专 利 摘 要 | 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依据植物偏爱密码子的原则来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成，并且在C端加上KDEL的内质网滞留序列。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。 | ||
（1）此基因工程中，目的基因是 。将人工合成的DNA片段拼接在一起，所必需的工具酶是 和 。
（2）试分析在C端加上KDEL的内质网滞留序列的原因： 。
（3）农杆菌介导的方法是将目的基因与农杆菌的 结合构建 ；目的基因能否在番茄中稳定遗传的关键是 ；检测受体细胞中是否存在目的基因可采用 技术。
下图为某家族患原发低钾性周期性麻痹的遗传系谱：
（1）该病的致病基因最可能是 性遗传，位于 染色体上。
（2）若Ⅲ1与正常女性（XBXb，b为眼球震颤基因）婚配，所生的子女只患一种病的概率是 。
（3）研究人员检测了该家族中正常人和患者相应基因的编码链（非模板链）碱基序列，如图所示：
图中四种不同形状曲线代表四种碱基，峰的顺序表示碱基序列，且一个峰对应一个碱基。该家族正常人的基因编码链的碱基序列为CGCTCCTTCCGTCT ，患者的基因在“↓”所指位置处碱基发生了 → 改变，导致由其合成的肽链上原来对应的 变为 。（丙氨酸GCA，精氨酸CGU，丝氨酸AGU，组氨酸CAU）
（4）该基因突变导致骨骼肌细胞膜上K+通道蛋白的 发生变化，使血钾浓度降低，最终不能引起骨骼肌“兴奋—收缩”偶联，导致肌无力。
（5）要了解Ⅳ1与Ⅳ2的后代是否携带致病基因，需到医院进行遗传咨询，并对Ⅴ1做 。
一般认为，草莓比较耐阴，生长在光照强度较弱的温室大棚里可能更加适宜。以丰香草莓为材料，研究了遮阴处理对草莓叶片光合作用的影响，旨在为草莓栽培提供理论依据。
材料用具：2叶期草莓幼苗，遮阳网(网内光强为自然光强1/3左右)，光合分析测定仪等
（1）实验步骤：选取若干生长状况相似的丰香草莓幼苗 为对照组和实验组，实验组用 进行处理，在相同且适宜条件下培养至植株长出6 张叶片左右，测定两种环境下各项指标如下：
遮阴对丰香草莓叶片光合色素含量的影响（mg/g） 图1 遮阴对丰香草莓净光合速率的影响
（2）表中数据显示，遮阴提高草莓叶片的 ，进而提高草莓适应 的能力。
（3）图1中，对照组草莓净光合速率曲线呈现“双峰”型的原因是 ，净光合速率还可通过测定 表示。遮阴组实验时间段内光合积累总量显著 对照组，推测遮阴可能影响 反应，并据此继续进行实验得到图2的结果：
图遮阴对丰香草莓固定CO2的效率和CO2补偿点的影响
（4）由图2可知实验处理显著提高其CO2补偿点，固定CO2的效率 ，可能的原因是遮阴使叶片温度降低，导致 。
（5）综上所述，1/3左右自然光强提高了草莓叶片利用光的能力，但CO2的利用率下降。欲进一步研究本课题，可改变 进行研究。
飞机草是我国热带地区危害严重的外来入侵植物。测定某入侵地飞机草的不同器官在光照充足条件下光合速率和呼吸速率，结果如图1所示。
（1）由图可知，除了叶片以外，其它器官中_______的光合速率最大。飞机草通过光合作用同化的能量，除一部分用于呼吸消耗外，其余部分____________。
（2）飞机草分泌的一些挥发性物质能够抑制多种植物幼苗的生长发育，并使一些食草动物中毒。这有利于飞机草与本地植物____________光和生存空间。长此以往，飞机草的大量繁殖会降低本地生态系统的____________。
（3）关于飞机草成功入侵，研究者认为，这是由于入侵种群在迁入新环境后发生适应性变化，把原来用于防御对照原产地天敌的能量投入到生长和繁殖中。为验证该假设，研究者将飞机草入侵种群和对照种群种植在与入侵地气候、土壤等条件相同的环境中，除草、治虫，测定株高、分枝数和生物量。
①实验中，对照种群应从___________ 获取。
②若测定结果为飞机草入侵种群____________ ，则该结果支持上述假设。
IP10是人体某些细胞中表达的细胞因子，为探究IP10对肿瘤细胞免疫应答的影响，科学家进行了有关研究。请分析回答：
（1）在机体抗肿瘤的过程中，特异性免疫和_____________________均发挥一定作用，细胞免疫过程中主要的效应细胞是___________________。
（2）获取IP10基因，构建重组质粒并导入乳腺肿瘤细胞，筛选成功表达IP10的细胞命名为IP10细胞，将IP10细胞、乳腺肿瘤细胞和导入空质粒的乳腺肿瘤细胞分别在体外培养，定期取样、计数并绘制生长曲线，结果如图1，再将三种细胞分别接种于健康小鼠乳腺部位皮下，观察小鼠肿瘤生长状况，结果如图2。
①绘制生长曲线时，对肿瘤细胞进行计数需要使用_________________。
a. 血细胞计数板 b. 固体平板培养基 c. 显微镜 d. 涂布器
②测定导入空质粒的乳腺肿瘤细胞的生长曲线的目的是：________________ 。
③据图分析，导入IP10基因对体外培养的乳腺肿瘤细胞的增殖_________________，对体内肿瘤的生长有明显的________________作用。
（3）为进一步探究IP10对肿瘤免疫的作用机理，从前面接种了三种不同细胞的小鼠体内分离得到脾脏淋巴细胞和肿瘤内淋巴细胞，分别加下灭活的乳腺肿瘤细胞作为抗原，适宜条件下培养到54h时，在细胞培养液中加入3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，继续培养18h后，收获细胞并检测其放射性，结果如图3所示。
①在细胞培养液中加入3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的目的是：标记_________的细胞。
②对照组细胞的处理是：除不加入_____________ 外，其他处理与实验组相同。
③实验结果说明：IP10能_______________________ ，从而发挥抗肿瘤作用。
下列关于生物与环境的说法中错误的是（ ）
A．捕食者的存在有利于维持物种多样性
B．生物多样性的间接价值明显高于它的直接价值
C．任何生态系统都需要得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能
D．易地保护（如建立植物园、动物园等）是对生物多样性最有效地保护
