- 基因工程的基本操作程序
- 共6244题
口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一种偶蹄动物传染病，目前常用接种弱毒疫苗的方法预防．疫苗的主要成分是该病毒的一种结构蛋白VP1．科学家尝试利用转基因番茄来生产口蹄疫疫苗，过程如图所示．请据图回答．
（1）口蹄疫病毒的VP1蛋白进入动物体内，能引起机体产生特异性免疫应答．VP1蛋白在免疫反应中称为______．
（2）口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，要获得VP1基因可用______的方法合成DNA，再用______将VP1基因片段切下．
（3）过程⑥的培养基中除了加入各种必需营养物质和______等激素外，还需要添加______ 筛选出含有重组质粒的叶片小段．
（4）获得表达VP1蛋白的番茄植株以后，需要进行免疫效力的测定．具体方法是：将转基因番茄叶片提取液注射到豚鼠体内，每半个月注射一次，三次后检测豚鼠血液内产生的______的数量．为了使结果可信，应设两组对照，分别注射______ 和______．
正确答案
解：（1）VPI蛋白在免疫反应中能引起机体产生特异性免疫应答，故称之为抗原．
（2）因为口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，因此要获得VP1基因可用逆转录的方法合成DNA；限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，将VP1基因片段切下．
（3）植物组织培养中植物激素使用：物组织培养中关键性激素是生长素和细胞分裂素；同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向；运载体中含有的标记基因是抗卡那霉素，所以加入卡那霉素可以筛选出重组质粒和普通质粒．
（4）注入疫苗后检测特异性抗体的水平，为了使相应的结论可信，应增设两个对照组用未转基因的番茄叶片提取液和弱毒疫苗．
故答案为：
（1）抗原
（2）逆转录 限制性内切酶
（3）生长素和细胞分裂素 卡那霉素
（4）特异性抗体 未转基因的番茄叶片提取液 弱毒疫苗
解析
解：（1）VPI蛋白在免疫反应中能引起机体产生特异性免疫应答，故称之为抗原．
（2）因为口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，因此要获得VP1基因可用逆转录的方法合成DNA；限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，将VP1基因片段切下．
（3）植物组织培养中植物激素使用：物组织培养中关键性激素是生长素和细胞分裂素；同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向；运载体中含有的标记基因是抗卡那霉素，所以加入卡那霉素可以筛选出重组质粒和普通质粒．
（4）注入疫苗后检测特异性抗体的水平，为了使相应的结论可信，应增设两个对照组用未转基因的番茄叶片提取液和弱毒疫苗．
故答案为：
（1）抗原
（2）逆转录 限制性内切酶
（3）生长素和细胞分裂素 卡那霉素
（4）特异性抗体 未转基因的番茄叶片提取液 弱毒疫苗
工程研制出转基因莴苣，可用其中的有效药物成分制造胰岛素胶囊来治疗糖尿病．如图表示获得转基因莴苣的技术流程，请据图回答下列问题：
（1）①过程需要的酶有______．
（2）为了便于筛选，质粒A上应具有______．
（3）接受重组质粒的受体细胞可能有三种情况：如果受体细胞C1是土壤农杆菌，则导入它是为了______，以便于得到大量的含目的基因的土壤农杆菌；然后用土壤农杆菌侵染受体细胞C2，受体细胞C2可以是______细胞；然后应用组织培养技术，经______、______过程，形成转基因莴苣．
（4）这种药物是从转基因莴苣中提取制得的，必须制成粉末状，装入胶囊后才能服用．服用剂量必须严格控制，如果服用的量太大，可能导致患者出现______症状．
（5）目前，为使胰岛素能直接进入血液，通常采用的给药方式是注射，而不是口服．丹尼尔发明的胰岛素胶囊的优越之处在于：胶囊膜（植物细胞壁）可以在口服后的初始阶段防止胰岛素被降解．当含有胰岛素的“植物细胞”到达大肠，植物细胞壁被肠壁细菌分解，胰岛素进入肠腔后再被吸收到血液中．由此可以断定：①人体内缺乏分解细胞壁的______酶；②该药物（胰岛索）进入患者体内的方式为______．
正确答案
解：（1）基因表达载体的构建使用的工具酶有限制酶和DNA连接酶．
（2）为了便于筛选出含有目的记忆的受体细胞，运载体（质粒）中应具有标记基因．
（3）根据题意可知，将目的基因导入农杆菌后，是为了重组质粒的筛选和扩增，从而获得大量的含有目的基因的农杆菌；将目的基因导入植物细胞时，受体细胞可以是受精卵也可以是体细胞．植物细胞通过植物组织培养技术，形成转基因莴苣．
（4）根据题干可知，利用转基因莴苣可以合成胰岛素胶囊治疗糖尿病，若服用量过大，导致血糖下降较多，出现低血糖症状．
（5）植物细胞细胞壁的成分是纤维素和果胶，人体中没有分解植物细胞壁的酶；大分子物质进入细胞的方式是胞吞．
故答案为：
（1）限制性内切酶和DNA连接酶
（2）标记基因
（3）重组质粒的筛选与扩增 受精卵或体 脱分化 再分化
（4）低血糖
（5）纤维素酶和果胶 胞吞（内吞）
解析
解：（1）基因表达载体的构建使用的工具酶有限制酶和DNA连接酶．
（2）为了便于筛选出含有目的记忆的受体细胞，运载体（质粒）中应具有标记基因．
（3）根据题意可知，将目的基因导入农杆菌后，是为了重组质粒的筛选和扩增，从而获得大量的含有目的基因的农杆菌；将目的基因导入植物细胞时，受体细胞可以是受精卵也可以是体细胞．植物细胞通过植物组织培养技术，形成转基因莴苣．
（4）根据题干可知，利用转基因莴苣可以合成胰岛素胶囊治疗糖尿病，若服用量过大，导致血糖下降较多，出现低血糖症状．
（5）植物细胞细胞壁的成分是纤维素和果胶，人体中没有分解植物细胞壁的酶；大分子物质进入细胞的方式是胞吞．
故答案为：
（1）限制性内切酶和DNA连接酶
（2）标记基因
（3）重组质粒的筛选与扩增 受精卵或体 脱分化 再分化
（4）低血糖
（5）纤维素酶和果胶 胞吞（内吞）
干扰素是治疗癌症的重要物质，每300L人血液只能提取1mg干扰素，因而其价格昂贵，平民百姓用不起．但美国有一家公司用基因工程技术合成了价格低廉、药性一样的干扰素．
（1）从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的______，并使之与一种叫质粒的DNA结合，然后移植到酵母菌细胞内，从而让酵母菌来______．
（2）科学家陈炬在这方面做出了突出贡献，他成功地把人的干扰素基因嫁接到了烟草的DNA分子上．两个DNA分子（或片段）能够嫁接在一起的基础是______．
（3）烟草具有了抗病毒能力，这表明烟草体内产生了______，由此可见，烟草和人体合成蛋白质的方式是______（相同的或不同的）．
正确答案
解：（1）指导干扰素合成的基因是干扰素基因；基因工程一般先将目的基因（干扰素基因）与运载体结合，然后导入受体细胞（酵母菌）中，让受体细胞（酵母菌）合成目的基因产物（干扰素）．
（2）不同来源的DNA之所以能整合到一起，是由于它们在结构和组成上是一致的，即都由脱氧核苷酸组成并都具有双螺旋结构．
（3）烟草具有了抗病毒能力，这表明烟草体内产生了干扰素，由此可见，烟草和人体合成蛋白质的方式是相同的．
故答案为：
（1）干扰素基因 合成干扰素
（2）两者都由脱氧核苷酸组成并都具有双螺旋结构
（3）干扰素 相同的
解析
解：（1）指导干扰素合成的基因是干扰素基因；基因工程一般先将目的基因（干扰素基因）与运载体结合，然后导入受体细胞（酵母菌）中，让受体细胞（酵母菌）合成目的基因产物（干扰素）．
（2）不同来源的DNA之所以能整合到一起，是由于它们在结构和组成上是一致的，即都由脱氧核苷酸组成并都具有双螺旋结构．
（3）烟草具有了抗病毒能力，这表明烟草体内产生了干扰素，由此可见，烟草和人体合成蛋白质的方式是相同的．
故答案为：
（1）干扰素基因 合成干扰素
（2）两者都由脱氧核苷酸组成并都具有双螺旋结构
（3）干扰素 相同的
如图表示利用基因工程培育抗虫棉的过程，请据图回答下列有关问题：
（1）若限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-↓GATC-，限制酶Ⅱ的识别下列和切点是-G↓GATCC-，那么在①过程中，应用限制酶Ⅱ切割质粒，用限制酶Ⅰ切割抗虫基因，这样处理的原因是______．①过程在______（体内/体外）进行．
（2）将通过②过程得到的大肠杆菌涂布在含有______的培养基上，能够生长说明已导入了普通质粒或重组质粒，反之则说明没有导入．
（3）在基因操作中，将重组质粒导入大肠杆菌的目的是______．
（4）经筛选分析，该植株细胞中含有一个携带抗虫基因的DNA片段，并表现出抗虫性状，因此可以把它看作是杂合子理论上，该转基因植株自交产生的F1代中，仍具有抗虫特性的植株占总数的______．
（5）⑤过程所用技术称为______，从遗传学角度来看，根本原因是根细胞具有______．
正确答案
解：（1）质粒用限制酶II切割，可以保证只有一个切口，且只能将氨苄青霉抗性基因切割开；若用限制酶I切割的话，则会有两个切点，质粒就会被切为两段了，而质粒上的两个抗性基因都破坏了．而目的基因两端的特殊序列不同，用限制酶I切割好．综上用限制酶Ⅰ切割抗虫基因，这样处理的原因是获得目的基因，并能和质粒连接，同时能使质粒含有一个完整的标记基因．
①提取目的基因的过程是在生物体外进行的．
（2）由于用限制酶Ⅱ切割质粒，质粒上的氨苄青霉抗性基因切割开失去其作用，而四环素抗性基因没有被破坏，因此要说明已导入普通质料或重组质粒，应大肠杆菌涂布在四环素的培养基上．
（3）连接上目的基因的质粒转化大肠杆菌是为了让目的基因在大肠杆菌里扩增然后得到表达．
（4）该植株细胞中含有一个携带抗虫基因的DNA片段，并表现出抗虫性状，因此可以把它看作是杂合子理论上，这个杂合子的基因可表示为Aa，Aa自交后代中，含A_的概率为
（5）⑤所示的由一个植物细胞发育为一个完整的植株的技术叫植物组织培养，体现了细胞的全能性，而根本原因细胞中含有发育成完整个体的全部遗传物质．
故答案为：
（1）获得目的基因，并能和质粒连接，同时能使质粒含有一个完整的标记基因 体外
（2）四环素
（3）大量复制目的基因（抗虫基因）
（4）
（5）植物组织培养 发育成完整个体的全部遗传物质
解析
解：（1）质粒用限制酶II切割，可以保证只有一个切口，且只能将氨苄青霉抗性基因切割开；若用限制酶I切割的话，则会有两个切点，质粒就会被切为两段了，而质粒上的两个抗性基因都破坏了．而目的基因两端的特殊序列不同，用限制酶I切割好．综上用限制酶Ⅰ切割抗虫基因，这样处理的原因是获得目的基因，并能和质粒连接，同时能使质粒含有一个完整的标记基因．
①提取目的基因的过程是在生物体外进行的．
（2）由于用限制酶Ⅱ切割质粒，质粒上的氨苄青霉抗性基因切割开失去其作用，而四环素抗性基因没有被破坏，因此要说明已导入普通质料或重组质粒，应大肠杆菌涂布在四环素的培养基上．
（3）连接上目的基因的质粒转化大肠杆菌是为了让目的基因在大肠杆菌里扩增然后得到表达．
（4）该植株细胞中含有一个携带抗虫基因的DNA片段，并表现出抗虫性状，因此可以把它看作是杂合子理论上，这个杂合子的基因可表示为Aa，Aa自交后代中，含A_的概率为
（5）⑤所示的由一个植物细胞发育为一个完整的植株的技术叫植物组织培养，体现了细胞的全能性，而根本原因细胞中含有发育成完整个体的全部遗传物质．
故答案为：
（1）获得目的基因，并能和质粒连接，同时能使质粒含有一个完整的标记基因 体外
（2）四环素
（3）大量复制目的基因（抗虫基因）
（4）
（5）植物组织培养 发育成完整个体的全部遗传物质
研究人员利用基因工程技术对肺癌的治疗进行了大量研究，肺部细胞中的let-7基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发肺癌．研究人员利用基因工程技术将let-7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制．该基因工程技术基本流程如图所示，据图回答．
（1）在基因工程中通常选择细菌质粒作为载体，原因是______；如果某质粒由1000个脱氧核苷酸组成，脱氧核苷酸平均分子量为a，则该质粒的质量为______．
（2）图甲中在构建重组载体时，酶切目的基因和酶切质粒时，所用的限制酶可以不同，但是产生的粘性末端必须是______．
（3）图甲中在将酶切后的目的基因导入到酶切后的质粒上时需要的酶是______，图乙中let-7基因转录过程需要的酶是______，这两种酶作用的化学键都是______．
（4）EcoR I限制酶只能识别序列一GAATTC一，并只能在G与A之间切割．若在某目的基因的两侧各有1个EcoR I的切点，请画出目的基因两侧被限制酶EcoR I切割后所形成的黏性末端．______
（5）原代培养是指直接从机体取下细胞、组织和器官后立即进行培养．原代培养随着培养时间的延长和细胞不断分裂，空间因素和营养因素会限制其进一步生长．此时就需要将培养物分割成小的部分（组织细胞分散开），重新接种到另外的培养器皿内再进行培养，这个过程就称为传代或者再培养．图甲中进行传代培养操作时，需要用______酶处理贴附在原代培养培养皿壁上的细胞，以利于传代培养．
（6）研究发现，let-7基因能影响RAS基因的表达，其影响机理如图乙所示．从分子水平的角度分析，其作用机理是______．
（7）如图所示pBR322是目前常用的人工质粒载体．如果将BamHI处理后的pBR322质粒与用BgIⅡ处理得到的目的基因进行重组，并将重组质粒导入原本无ampR和tetR的大肠杆菌进行培养．为了检测重组质粒是否成功导入大肠杆菌，现将上述大肠杆菌在含氨苄青霉素的培养基上培养，得到如图二的菌落．再将灭菌绒布按到培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得到如图三的结果（空圈表示与图二对照无菌落的位置）．与图三空圈相对应的图二中的菌落表现型是______，图三结果显示，多数大肠杆菌内导入的是______．
正确答案
解：（1）质粒能作为基因工程运载体的原因有：能够在宿主细胞稳妥保存并复制自己、具有标记基因、具有多个酶切位点等．由于质粒为环状DNA分子，因此脱氧核苷酸形成DNA分子时需要脱去1000分子的水，因此如果脱氧核苷酸平均分子量为a，则该质粒的质量为1000a-18000．
（2）图甲中在构建重组载体时，酶切目的基因和酶切质粒时，为防止目的基因或质粒互连可用不同的限制酶进行切割，但是切割产生的粘性末端必须是互补．
（3）目的基因和质粒重组时，需要用DNA连接酶连接两个DNA片段之间的磷酸二酯键．基因转录过程需要RNA聚合酶的催化，该酶的作用位点也是磷酸二酯键．
（4）画图时注意EcoR I限制酶在目的基因的两侧均有酶切位点，因此左右均形成两个相同的黏性末端，并且注意只能在G与A之间切割．
（5）过程②表示动物细胞培养，培养过程中出现接触抑制现象后，可以用胰蛋白酶处理，使之分散成单个细胞，随后分装到新的培养瓶中进行传代培养．
（6）据图2可知，let-7基因影响RAS基因表达的机理是：let-7基因转录产物miRNA与RAS基因转录产物RAS mRNA结合，使RAS基因翻译受到抑制，引起细胞中的RAS蛋白含量减少，进而导致癌细胞增殖受到抑制．
（7）由于限制酶BamHI的识别位点刚好在四环素抗性基因上，因此插入后该基因灭活．因此与图二对照的图三空圈表示能抗氨苄青霉素，但不能抗四环素的细菌．因此图三结果显示，多数细菌导入了普通质粒．
故答案为：
（1）质粒进入受体细胞（宿主细胞）能稳妥保存并复制自己（有多个酶切位点，有标记基因） 1000a-18000
（2）互补
（3）DNA连接酶 RNA聚合酶 磷酸二酯键
（4）见右侧
（5）（胰）蛋白酶
（6）let-7转录的无翻译功能的miRNA能与RAS mRNA特异性结合，抑制RAS蛋白质的合成
（7）抗氨苄青霉素但不抗四环素 Pbr322Z质粒
解析
解：（1）质粒能作为基因工程运载体的原因有：能够在宿主细胞稳妥保存并复制自己、具有标记基因、具有多个酶切位点等．由于质粒为环状DNA分子，因此脱氧核苷酸形成DNA分子时需要脱去1000分子的水，因此如果脱氧核苷酸平均分子量为a，则该质粒的质量为1000a-18000．
（2）图甲中在构建重组载体时，酶切目的基因和酶切质粒时，为防止目的基因或质粒互连可用不同的限制酶进行切割，但是切割产生的粘性末端必须是互补．
（3）目的基因和质粒重组时，需要用DNA连接酶连接两个DNA片段之间的磷酸二酯键．基因转录过程需要RNA聚合酶的催化，该酶的作用位点也是磷酸二酯键．
（4）画图时注意EcoR I限制酶在目的基因的两侧均有酶切位点，因此左右均形成两个相同的黏性末端，并且注意只能在G与A之间切割．
（5）过程②表示动物细胞培养，培养过程中出现接触抑制现象后，可以用胰蛋白酶处理，使之分散成单个细胞，随后分装到新的培养瓶中进行传代培养．
（6）据图2可知，let-7基因影响RAS基因表达的机理是：let-7基因转录产物miRNA与RAS基因转录产物RAS mRNA结合，使RAS基因翻译受到抑制，引起细胞中的RAS蛋白含量减少，进而导致癌细胞增殖受到抑制．
（7）由于限制酶BamHI的识别位点刚好在四环素抗性基因上，因此插入后该基因灭活．因此与图二对照的图三空圈表示能抗氨苄青霉素，但不能抗四环素的细菌．因此图三结果显示，多数细菌导入了普通质粒．
故答案为：
（1）质粒进入受体细胞（宿主细胞）能稳妥保存并复制自己（有多个酶切位点，有标记基因） 1000a-18000
（2）互补
（3）DNA连接酶 RNA聚合酶 磷酸二酯键
（4）见右侧
（5）（胰）蛋白酶
（6）let-7转录的无翻译功能的miRNA能与RAS mRNA特异性结合，抑制RAS蛋白质的合成
（7）抗氨苄青霉素但不抗四环素 Pbr322Z质粒
【生物-现代生物科技专题】
2011年，科学家将蜘蛛的相关基因导入山羊体内，创造出转基因山羊，使羊奶中含有一种独特的蛛丝蛋白．利用这种蛛丝蛋白制造的蛛丝纤维具有很高的强度和伸缩性．下面是生产原理图，请回答问题：
（1）在①过程中用到的酶是______，在②过程中用到的酶是______．
（2）将基因表达载体导入受体细胞常用的方法是______．如果导入的受体细胞为体细胞，则③过程需要的技术操作是______，重组细胞才具有发育的全能性．
（3）④过程培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和______等．
（4）进行⑤过程需要的技术操作是______，最佳时期是______．
正确答案
解：（1）在①过程是信使RNA→蜘蛛蛋白基因，表示逆转录过程，用到逆转录酶和DNA聚合酶，②过程表示基因表达载体的构建，用到限制酶和DNA聚合酶．
（2）将基因表达载体导入动物细胞常用显微注射技术；由于动物细胞的全能性会随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，所以不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体；培育的“克隆动物”，实际是通过核移植来实现的，表明动物细胞的细胞核具有全能性．
（3）④过程表示动物细胞培养，培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等．
（4）⑤过程能获得多个胚胎，需要经过胚胎分割，进行胚胎分割时应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚．
故答案为：
（1）逆转录酶和DNA聚合酶 限制酶和DNA聚合酶
（2）显微注射 核移植
（3）动物血清
（4）胚胎分割 桑椹胚和囊胚
解析
解：（1）在①过程是信使RNA→蜘蛛蛋白基因，表示逆转录过程，用到逆转录酶和DNA聚合酶，②过程表示基因表达载体的构建，用到限制酶和DNA聚合酶．
（2）将基因表达载体导入动物细胞常用显微注射技术；由于动物细胞的全能性会随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，所以不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体；培育的“克隆动物”，实际是通过核移植来实现的，表明动物细胞的细胞核具有全能性．
（3）④过程表示动物细胞培养，培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等．
（4）⑤过程能获得多个胚胎，需要经过胚胎分割，进行胚胎分割时应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚．
故答案为：
（1）逆转录酶和DNA聚合酶 限制酶和DNA聚合酶
（2）显微注射 核移植
（3）动物血清
（4）胚胎分割 桑椹胚和囊胚
【生物选修3--现代生物技术】
据图回答下列问题：
（1）图中①～⑤所示的是生物工程为______．图中④过程中碱基互补配对方式有______种．
（2）基因表达载体中的______是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来．在上述过程中，不能将目的基因直接导人受精卵中的原因是______，⑤过程中只用同一种限制酶切割含目的基因的DNA片段和运载体，将会______（任答一点）．
（3）若想预期蛋白质通过乳腺生物反应器生产，则在图中⑨过程之前要对精于进行筛选，保留含性染色体为______的精子．在⑧、⑨过程中为避免多精人卵的两道屏障依次是______、______．
（4）为获得较多的受精卵作为研究材料，图中⑥过程一般注射促性腺激素使供体______．为提高培育成功率，进行⑩过程之前，要对______动物做______处理．若图中的卵母细胞来自从屠宰场收集的卵巢，则在⑧之前须进行体外培养到______期方能受精．
正确答案
解：（1）蛋白质工程是指在基因工程的基础上，结合蛋白质结晶学，计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识通过对基因的人工定向改造等手段，对蛋白质进行修饰，改造和拼接以生产出能满足人类需要的新型蛋白质的技术．图中①～⑤所示的是生物工程为蛋白质工程，图中④过程中碱基互补配对方式有3中，A-U、G-C、T-A；
（2）基因表达载体中标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，在该过程中，不能将目的基因直接导人受精卵中，因为目的基因在受体细胞中不能稳定存在和表达；如果⑤过程中只用同一种限制酶切割含目的基因的DNA片段和运载体，将会导致自身环化；
（3）在完成体外受精前，要对精于进行筛选，保留含性染色体为X的精子，⑧⑨为精子和卵细胞结合成受精卵的过程，避免多精入卵的两道屏障依次是透明带反应和卵黄膜的封闭作用；
（4）为获得较多的受精卵，一般要注射促性腺激素使供体超数排卵，为提高培育成功率，同时要对动物做供体、受体同期发情处理，以保证胚胎移植前后的生理环境相同．若图中的卵母细胞来自从屠宰场收集的卵巢，则在⑧体外受精之前须进行体外培养到减数第二次分裂中期，才能进行受精．
故答案为：
（1）蛋白质工程 3
（2）标记基因 目的基因在受体细胞中不能稳定存在和表达 导致自身环化（或目的基因和运载体发生任意连接）
（3）X 透明带反应和卵黄膜的封闭作用
（4）超数排卵 供体、受体 同期发情 减数第二次分裂中
解析
解：（1）蛋白质工程是指在基因工程的基础上，结合蛋白质结晶学，计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识通过对基因的人工定向改造等手段，对蛋白质进行修饰，改造和拼接以生产出能满足人类需要的新型蛋白质的技术．图中①～⑤所示的是生物工程为蛋白质工程，图中④过程中碱基互补配对方式有3中，A-U、G-C、T-A；
（2）基因表达载体中标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，在该过程中，不能将目的基因直接导人受精卵中，因为目的基因在受体细胞中不能稳定存在和表达；如果⑤过程中只用同一种限制酶切割含目的基因的DNA片段和运载体，将会导致自身环化；
（3）在完成体外受精前，要对精于进行筛选，保留含性染色体为X的精子，⑧⑨为精子和卵细胞结合成受精卵的过程，避免多精入卵的两道屏障依次是透明带反应和卵黄膜的封闭作用；
（4）为获得较多的受精卵，一般要注射促性腺激素使供体超数排卵，为提高培育成功率，同时要对动物做供体、受体同期发情处理，以保证胚胎移植前后的生理环境相同．若图中的卵母细胞来自从屠宰场收集的卵巢，则在⑧体外受精之前须进行体外培养到减数第二次分裂中期，才能进行受精．
故答案为：
（1）蛋白质工程 3
（2）标记基因 目的基因在受体细胞中不能稳定存在和表达 导致自身环化（或目的基因和运载体发生任意连接）
（3）X 透明带反应和卵黄膜的封闭作用
（4）超数排卵 供体、受体 同期发情 减数第二次分裂中
胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射入人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间长才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此治疗效果受到影响．
如图是用蛋白质工程设计的速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：
（1）构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是______．
（2）为了用蛋白质工程设计速效胰岛素，在已知速效胰岛素氨基酸序列的基础上，推测出的速效胰岛素的______ 序列，据此可利用______ 方法合成目的基因．
（3）获得速效胰岛素的基因还可用______、______方法．
（4）处理大肠杆菌细胞，使之处于一种能吸收环境中DNA的生理状态，该状态细胞称作______，目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为______．
（5）若将含有新的胰岛素基因的表达载体导入植物细胞中，最常用的方法是______．
正确答案
解：（1）构建新的胰岛素模型的主要依据是蛋白质的预期功能．
（2）蛋白质工程的过程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）．所以在已知速效胰岛素氨基酸序列的基础上，推测出的速效胰岛素的基因序列，再用化学方法合成新的胰岛素基因．
（3）获取目的基因的方法有：从基因文库中获取；利用PCR技术体外扩增；化学合成法．
（4）用钙离子（或氯化钙）处理大肠杆菌，使之处于一种能吸收环境中DNA的生理状态，该状态细胞称作感受态细胞．目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为转化．
（5）植物基因工程最常用的转化方法是农杆菌转化法．
故答案：（1）蛋白质的预期功能
（2）基因 化学
（3）基因文库 PCR
（4）感受态细胞 转化
（5）农杆菌转化法
解析
解：（1）构建新的胰岛素模型的主要依据是蛋白质的预期功能．
（2）蛋白质工程的过程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）．所以在已知速效胰岛素氨基酸序列的基础上，推测出的速效胰岛素的基因序列，再用化学方法合成新的胰岛素基因．
（3）获取目的基因的方法有：从基因文库中获取；利用PCR技术体外扩增；化学合成法．
（4）用钙离子（或氯化钙）处理大肠杆菌，使之处于一种能吸收环境中DNA的生理状态，该状态细胞称作感受态细胞．目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为转化．
（5）植物基因工程最常用的转化方法是农杆菌转化法．
故答案：（1）蛋白质的预期功能
（2）基因 化学
（3）基因文库 PCR
（4）感受态细胞 转化
（5）农杆菌转化法
已知SAPS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病．SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体．某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗，开展了前期研究工作．其简要的操作流程如下：
（1）实验步骤①所代表的反应过程是______．
（2）步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用限制鞋内切酶和______酶，后者的作用出是将限制性内切酶切割的______和______连接起来．
（3）如果省略步骤③而将大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌，一般情况下，不能得到表达的S蛋白，其原因是S基因在大肠杆菌中不能______，也不______．
（4）为了检验步骤④所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特性，可______
______与______进行抗原一抗体特异性反应实验，从而得出结论．
（5）步骤④和⑥的结果相比，原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基序列______（相同、不同），根本原因是______．
正确答案
解：（1）实验步骤①RNA控制DNA合成，该过程是逆转录．
（2）步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B，必须使用同种限制性核酸内切酶切割目的基因和载体，形成相同的粘性末端，再用DNA连接酶，形成重组DNA．
（3）如果省略步骤③基因表达载体的构建，而将大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌，一般情况下，不能得到表达的S蛋白，其原因是S基因在大肠杆菌中不能进行复制，也不能进行以其为模板合成S基因的mRNA（或转录）．
（4）步骤④检测所表达的S蛋白的特征，可用大肠杆菌中表达的S蛋白与SARS康复病人血清进行抗原-抗体特异性反应实验，如果能够特异性的结合，说明表达成功．
（5）步骤④和⑥的结果相比，原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列相同，根本原因是表达蛋白质所用的目的基因相同．
故答案为：
（1）逆转录
（2）DNA连接 目的基因 载体
（3）复制 以其为模板合成S基因的mRNA（或转录）
（4）大肠杆菌中表达的S蛋白 SARS康复病人血清
（5）相同 表达蛋白质所用的基因相同
解析
解：（1）实验步骤①RNA控制DNA合成，该过程是逆转录．
（2）步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B，必须使用同种限制性核酸内切酶切割目的基因和载体，形成相同的粘性末端，再用DNA连接酶，形成重组DNA．
（3）如果省略步骤③基因表达载体的构建，而将大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌，一般情况下，不能得到表达的S蛋白，其原因是S基因在大肠杆菌中不能进行复制，也不能进行以其为模板合成S基因的mRNA（或转录）．
（4）步骤④检测所表达的S蛋白的特征，可用大肠杆菌中表达的S蛋白与SARS康复病人血清进行抗原-抗体特异性反应实验，如果能够特异性的结合，说明表达成功．
（5）步骤④和⑥的结果相比，原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列相同，根本原因是表达蛋白质所用的目的基因相同．
故答案为：
（1）逆转录
（2）DNA连接 目的基因 载体
（3）复制 以其为模板合成S基因的mRNA（或转录）
（4）大肠杆菌中表达的S蛋白 SARS康复病人血清
（5）相同 表达蛋白质所用的基因相同
我们日常吃的大米中铁含量极低，科研人员通过基因工程等技术，培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻，改良了稻米的营养品质．图为培育转基因水稻过程示意图，请分析回答：
（1）铁结合蛋白基因来自菜豆，且基因的脱氧核苷酸序列已知，可以用______法获得此目的基因或用______扩增目的基因．
（2）构建重组Ti质粒时，通常要用______分别切割______．将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用______处理农杆菌，使重组Ti质粒易于导入．
（3）将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时，通过培养基2的筛选培养，可以获得______；培养基3与培养基2的区别是______．检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻______．
（4）为研究外源基因的遗传方式，将To代植株上收获的种子种植成T1代株系，检测各单株的潮霉素抗性．在检测的多数T1代株系内，抗潮霉素植株与潮霉素敏感植株的比例为3：1，此结果说明外源基因的遗传符合______．有少数T1代株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感，但其体内能检测到铁结合蛋白基因，造成这一结果最可能的原因是______．
正确答案
解：（l）获取目的基因的方法有三种：①从基因文库中获取 ②利用PCR技术扩增 ③人工合成（化学合成）．如果基因的脱氧核苷酸序列已知，可以用化学合成法获得此目的基因，再用PCR技术进行扩增．
（2）构建重组质粒的过程中，通常要用同一种限制酶分别切割质粒和含目的基因的DNA片段，使它们产生相同的黏性末端，然后再用DNA连接酶连接成重组质粒．将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用CaCl2溶液处理农杆菌成为感受态细胞，易于重组Ti质粒导入．
（3）质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因，因此通过培养基2的筛选培养，可以获得含有重组质粒的愈伤组织．培养基3与培养基2的区别是生长素和细胞分裂素的浓度比例不同．检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻成熟种子中铁含量．
（4）细胞导入目的基因后，可将该细胞认为是携带目的基因的杂合子，自交后代中，抗潮霉素植株与潮霉素敏感植株的比例为3：1，此结果说明外源基因的遗传符合基因的分离定律．如果体内能检测到铁结合蛋白基因，而表现为对潮霉素敏感，最有可能的就是潮霉素抗性基因没有表达或者潮霉素抗性基因丢失．
故答案为：（1）化学合成 PCR
（2）限制性核酸内切酶 含目的基因的DNA片段和质粒 CaCL2
（3）含有重组质粒（有潮霉素抗性）的愈伤组织 生长素和细胞分裂素的浓度比例 成熟种子中铁含量
（4）基因分离 潮霉素抗性基因没有表达（或“潮霉素抗性基因丢失”）
解析
解：（l）获取目的基因的方法有三种：①从基因文库中获取 ②利用PCR技术扩增 ③人工合成（化学合成）．如果基因的脱氧核苷酸序列已知，可以用化学合成法获得此目的基因，再用PCR技术进行扩增．
（2）构建重组质粒的过程中，通常要用同一种限制酶分别切割质粒和含目的基因的DNA片段，使它们产生相同的黏性末端，然后再用DNA连接酶连接成重组质粒．将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用CaCl2溶液处理农杆菌成为感受态细胞，易于重组Ti质粒导入．
（3）质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因，因此通过培养基2的筛选培养，可以获得含有重组质粒的愈伤组织．培养基3与培养基2的区别是生长素和细胞分裂素的浓度比例不同．检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻成熟种子中铁含量．
（4）细胞导入目的基因后，可将该细胞认为是携带目的基因的杂合子，自交后代中，抗潮霉素植株与潮霉素敏感植株的比例为3：1，此结果说明外源基因的遗传符合基因的分离定律．如果体内能检测到铁结合蛋白基因，而表现为对潮霉素敏感，最有可能的就是潮霉素抗性基因没有表达或者潮霉素抗性基因丢失．
故答案为：（1）化学合成 PCR
（2）限制性核酸内切酶 含目的基因的DNA片段和质粒 CaCL2
（3）含有重组质粒（有潮霉素抗性）的愈伤组织 生长素和细胞分裂素的浓度比例 成熟种子中铁含量
（4）基因分离 潮霉素抗性基因没有表达（或“潮霉素抗性基因丢失”）
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