如圖是利用基因工程技術

① 糖尿病是一種常見病，且發病率有逐年上升的趨勢．如圖是利用基因工程技術生產胰島素的操作過程示意圖，請

（1）過程②表示以mRNA為模板，通過逆轉錄合成DNA的過程，該過程逆轉錄酶的催化；過程③為解旋，需要解旋酶的催化．
（2）基因在細胞中是選擇性表達的，人的皮膚細胞的胰島素基因未表達（或未轉錄），不能形成胰島素mRNA，因此不能提取到．
（3）在DNA分子中遵循鹼基互補配對原則，其中A=T、G=C，因此若A中共有a個鹼基對，其中腺嘌呤有b個，則鳥嘌呤為（a-b）個．③④⑤過程連續進行5次，即相當於DNA復制5次，至少需要提供鳥嘌呤=（2⁵-1）×（a-b）=31（a-b）個．
（4）在質粒和目的基因重組的過程中，必須用同一種限制性內切酶切割目的基因和質粒，以形成相同的黏性末端，再加入DNA連接酶，才可以形成重組質粒．
（5）黏性末端在連接的過程中，遵循鹼基的互補配對原則，圖中看出，只有②④的黏性末端末尾的鹼基互補，因此它們彼此間能夠粘連起來拼接成新的DNA分子．
（6）在基因控制蛋白質合成的過程中，基因中的鹼基數：mRNA中的鹼基數：蛋白質中的氨基酸數=6：3：1．合成的胰島素含有51個氨基酸，由兩條肽鏈組成，那麼決定它的合成的基因至少應含有鹼基=51×6=306個．若氨基酸的相對分子量為100，該胰島素的相對分子量約為=51×100-18×（51-2）=4218．
蛋白質的氨基酸數為51，因此mRNA中的核苷酸數=51×3=153；由於核苷酸在形成核酸的過程也要脫水，因此單鏈的mRNA形成過程中要脫去=153-1=152分子的水，若核苷酸的平均相對分子量為300，則胰島素分子對應的mRNA的相對應的分子量=153×300-18×152=43164．
（7）質粒是小型環狀DNA分子，DNA的復制特點就是半保留復制．
（8）不同生物間基因的移植成功，說明生物共用一套遺傳密碼．
故答案為：
（1）逆轉錄解旋
（2）不能皮膚細胞中的胰島素基因未表達（未轉錄），不能形成胰島素mRNA
（3）31（a-b）
（4）同一種限制性內切酶DNA連接酶
（5）D
（6）306421843164
（7）環狀DNA分子半保留復制（自我復制）
（8）密碼子

② 如圖是利用基因工程技術生產人胰島素的操作過程示意圖．據圖作答．（1）圖中細胞1是______細胞．過程②、

（1）據圖分析可知：①為從細胞中獲取胰島素mRNA的過程，由於基因的選擇性表達，只有胰島B細胞能合成胰島素，故細胞1為胰島B細胞；過程②為以mRNA為模板逆轉錄合成胰島素目的基因，需要逆轉錄酶，④為PCR技術大量擴增目的基因的過程，需要耐高溫的Taq聚合酶．
（2）過程②獲得的目的基因由胰島素的mRNA逆轉錄而來，該mRNA都能編碼氨基酸，與人細胞中胰島素基因相比，無不能編碼蛋白質的內含子序列．
（3）若A中共有a個鹼基對，其中鳥嘌呤有b個，根據鹼基互補配對原則，G=C=b個，則A=T=a-b個，經③④⑤過程連續復制4次，共需要提供2⁴-1=15條DNA分子的原料即可，故至少提供胸腺嘧啶15（a-b）．
（4）圖中B為運載體質粒，成分是環狀的DNA，組成單位為4種脫氧核苷酸，基因工程的核心步驟是基因表達載體的構建，包括⑥剪切和⑦拼接兩個過程．
（5）圖中C為基因表達載體（重組質粒），為了便於重組DNA的鑒定和選擇，其上必須有標記基因；⑧為將目的基因導入受體細胞大腸桿菌，常用Ca²⁺（CaCl₂）處理法．
（6）⑨為工程菌的大量培養繁殖，得到使外源基因高效率表達的菌類細胞株系稱為工程菌；由於大腸桿菌是原核生物，無染色體變異和基因重組，若過程⑨發生了變異即為基因突變；過程⑩得到的人胰島素還需要體外加工才具有生物活性，因為大腸桿菌體內沒有內質網和高爾基體，不能對蛋白質加工．
故答案為：
（1）胰島B逆轉錄酶、Taq酶
（2）內含子
（3）15（a-b）
（4）4⑥⑦
（5）標記基因Ca²⁺（CaCl₂）
（6）工程菌基因突變沒有內質網和高爾基體，不能對蛋白質加工

③ 如圖是利用基因工程技術生產人胰島素的操作過程示意圖，有關敘述中錯誤的是（）A．基因工程的核心是

A、基因工程的步驟為：獲取目的基因、構建基因表達載體、將目的基因導入受體細胞、目的基因的檢測與鑒定，其中基因表達載體的構建是基因工程的核心步驟，A正確；
B、胰島素基因在人體皮膚細胞中不表達，不能形成胰島素mRNA，因此不能利用人的皮膚細胞來完成①過程，B錯誤；
C、②為逆轉錄過程，需要逆轉錄酶，③為解旋過程，需要解旋酶，C正確；
D、在利用AB獲得C的過程中，必須用同一種限制性內切酶切割A和B，使它們產生相同的黏性末端，再加入DNA連接酶才可形成C，D正確．
故選：B．

④ 如圖是利用基因工程技術生產人胰島素的操作過程示意圖，請據圖作答．（1）能否利用人的皮膚細胞來完成①

（1）不能從皮膚細胞中提取胰島素的mRNA，因為皮膚細胞中的胰島素基因不表達，無胰島素mRNA．
（2）③④⑤是DNA的復制，A中共有a個鹼基對即有2a個鹼基，鳥嘌呤有b個，胸腺嘧啶為a-b個，那麼連續復制4次所需胸腺嘧啶為（2⁴-1）（a-b）=15（a-b）．
（3）在利用AB獲得C的過程中，必須用同一種限制性內切酶切割A和B，使它們產生相同的黏性末端，再加入DNA連接酶才可形成C．
（4）⑧是將目的基因導入受體細胞的過程，當受體細胞是微生物細胞時，常採用感受態細胞法，即用CaCl₂處理微生物細胞使其成為易於吸收周圍環境中DNA分子的感受態細胞，從而將目的基因導入受體細胞．
故答案為：
（1）不能，皮膚細胞中的胰島素基因不表達，無胰島素mRNA
（2）15（a-b）
（3）相同的黏性末端
（4）CaCl₂

⑤ 下圖是利用基因工程技術生產人胰島素的操作過程示意圖，請據圖作答。 (1)能否利用人的皮膚

⑥ 如圖是用基因工程技術生產人胰島素的操作過程示意圖，請據圖作答．（1）實驗步驟②所代表的反應過程是___

（1）圖中②是以mRNA為模板合成DNA的逆轉錄過程，需要逆轉錄酶的參與．
（2）①是獲取胰島素mRNA的過程，由於基因是選擇性表達的，人的肝細胞中不轉錄出胰島素mRNA，因此不能利用人的肝細胞來完成①過程．
（3）⑧是將目的基因導入受體細胞的過程，當受體細胞是微生物細胞時，常採用感受態細胞法，即用CaCl₂處理微生物細胞使其成為易於吸收周圍環境中DNA分子的感受態細胞，從而將目的基因導入受體細胞．D為受體細胞，一般選用大腸桿菌或枯草桿菌，原因是它們繁殖速度快，目的基因表達迅速．
（4）檢測目的基因是否表達產生相應的蛋白質可採用抗原-抗體雜交法．
（5）基因表達載體含有啟動子、目的基因、終止子、復制原點和標記基因．
（6）現研究發現糖尿病發生的根本原因是基因突變，因此根治糖尿病的最佳方法是基因治療．
故答案為：
（1）逆轉錄
（2）不能皮膚細胞中的胰島素基因不表達，不能形成胰島素mRNA
（3）CaCl₂（Ca²⁺）繁殖速度快，目的基因表達迅速
（4）抗原-抗體雜交
（5）標記基因
（6）基因治療

⑦ 如圖是利用基因工程技術生產人胰島素的操作過程示意圖，請據圖作答．（1）圖中基因工程的基本過程可以概

（1）基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲取②基因表達載體的構建③將目的基因導入受體細胞④目的基因的檢測與鑒定．
（2）生物體的每一個細胞都含有該物種所特有的全套遺傳物質，都有發育成完整個體所需要的全部基因，從理論上講，生物體的每一個活細胞都應該具有全能性；在生物體內，細胞並沒有表現出全能性，而是分化成為不同的組織和器官，這是基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達的結果．人的皮膚細胞含有胰島素基因，但由於細胞的分化，皮膚細胞中的胰島素基因未表達（或未轉錄），不能形成胰島素mRNA．
（3）過程②和③分別為逆轉錄和復制，因而需要逆轉錄酶和解旋酶．
（4）一個A中共有a個鹼基對，其中鳥嘌呤有b個，則其中的T為（2a-2b）/2，經過③④⑤過程連續復制4次，凈產生15個DNA，故需要提供胸腺嘧啶至少15（a-b）個．
（5）在利用A和B獲得C的過程中，必須用同一種限制性內切酶切割A和B，使它們產生相同的黏性末端，再加入DNA連接酶才可形成C．
（6）轉基因生物會對生態系統穩定性和人類生活環境造成破壞，如①轉基因植物打破自然物種的原有界限，可能破壞生態系統穩定性；②重組微生物產生的中間產物可能造成二次污染，③重組DNA與微生物雜交是否會產生有害病原微生物，④轉基因植物花粉中的有毒蛋白可能通過食物鏈進入生物⑤轉基因生物產品中的基因可能通過雜交進入自然界，改變物種生活習性，並可能對生物多樣性帶來不利影響
故答案為：（1）運載體（細菌質粒）
（2）不能雖然人皮膚細胞內含有胰島素基因，但在皮膚細胞中該基因不表達，不能轉錄形成胰島素mRNA
（3）逆轉錄解旋（4）15（a-b）
（5）同一種限制性內切酶鹼基互補配對DNA連接酶
（6）轉基因生物產品中的基因可能通過雜交進入自然界，改變物種生活習性，並可能對生物多樣性帶來不利影響（合理即可）

⑧ 如圖是利用基因工程技術培育轉基因植物，生產可食用疫苗的部分過程示意圖，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、Ap

A、圖示表示基因表達載體的構建過程，這是基因工程的核心步驟，A正確；
B、限制酶SmaⅠ的識別序列位於目的基因上，因此表達載體構建時不能用限制酶SmaⅠ，應用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ，B錯誤；
C、抗卡那黴素基因屬於抗性基因，其存在有利於將含有抗原基因的細胞篩選出來，C正確；
D、基因表達載體一般包括目的基因（抗原基因）、標記基因（抗卡那黴素基因）、啟動子和終止子，D正確．
故選：B．

⑨ 胰島素是治療糖尿病的重要葯物．如圖是利用基因工程技術生產人胰島素時擴增目的基因的過程．請據圖分析回

（1）確診糖尿病常用的方法是檢測尿液中是否含有葡萄糖，鑒定時常用斐林試劑，看是否出現磚紅色沉澱．
（2）由於基因的選擇性表達，胰島素基因只有在胰島細胞中才能表達，不能在人的皮膚細胞中表達．
（3）圖中①過程是轉錄，②過程是形成DNA和RNA雜交分子，故鹼基配對出現了U-A．
（4）圖中③是解鏈過程，④合成雙鏈DNA，⑤是DNA的復制過程．胰島素mRNA中鳥嘌呤、胞嘧啶和腺嘌呤分別占鹼基總數的32%、26%和19%，則mRNA中鳥嘌呤和胞嘧啶的含量為58%，由於mRNA中鳥嘌呤和胞嘧啶的含量與DNA中的含量相等，故DNA中的含量也為58%，則DNA中腺嘌呤和胸腺嘧啶的含量為42%，又由於DNA中腺嘌呤和胸腺嘧啶含量相等，故B中含有腺嘌呤為21%．
（5）若C中有1000個鹼基對，其中腺嘌呤400個，則C中胞嘧啶為（2000-400×2）÷2═600．假設復制了n次，則共需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸為（2ⁿ-1）×600═9000，得出2ⁿ═16，n為4．
故答案為：
（1）用斐林試劑（或尿糖試紙）檢測尿液中是否含有還原糖
（2）胰島素基因在皮膚細胞中不能表達（或答胰島素基因的選擇性表達），DNA分子雜交
（3）U-A（或尿嘧啶與腺嘌呤配對）
（4）21
（5）4