如图是利用基因工程技术

① 糖尿病是一种常见病，且发病率有逐年上升的趋势．如图是利用基因工程技术生产胰岛素的操作过程示意图，请

（1）过程②表示以mRNA为模板，通过逆转录合成DNA的过程，该过程逆转录酶的催化；过程③为解旋，需要解旋酶的催化．
（2）基因在细胞中是选择性表达的，人的皮肤细胞的胰岛素基因未表达（或未转录），不能形成胰岛素mRNA，因此不能提取到．
（3）在DNA分子中遵循碱基互补配对原则，其中A=T、G=C，因此若A中共有a个碱基对，其中腺嘌呤有b个，则鸟嘌呤为（a-b）个．③④⑤过程连续进行5次，即相当于DNA复制5次，至少需要提供鸟嘌呤=（2⁵-1）×（a-b）=31（a-b）个．
（4）在质粒和目的基因重组的过程中，必须用同一种限制性内切酶切割目的基因和质粒，以形成相同的黏性末端，再加入DNA连接酶，才可以形成重组质粒．
（5）黏性末端在连接的过程中，遵循碱基的互补配对原则，图中看出，只有②④的黏性末端末尾的碱基互补，因此它们彼此间能够粘连起来拼接成新的DNA分子．
（6）在基因控制蛋白质合成的过程中，基因中的碱基数：mRNA中的碱基数：蛋白质中的氨基酸数=6：3：1．合成的胰岛素含有51个氨基酸，由两条肽链组成，那么决定它的合成的基因至少应含有碱基=51×6=306个．若氨基酸的相对分子量为100，该胰岛素的相对分子量约为=51×100-18×（51-2）=4218．
蛋白质的氨基酸数为51，因此mRNA中的核苷酸数=51×3=153；由于核苷酸在形成核酸的过程也要脱水，因此单链的mRNA形成过程中要脱去=153-1=152分子的水，若核苷酸的平均相对分子量为300，则胰岛素分子对应的mRNA的相对应的分子量=153×300-18×152=43164．
（7）质粒是小型环状DNA分子，DNA的复制特点就是半保留复制．
（8）不同生物间基因的移植成功，说明生物共用一套遗传密码．
故答案为：
（1）逆转录解旋
（2）不能皮肤细胞中的胰岛素基因未表达（未转录），不能形成胰岛素mRNA
（3）31（a-b）
（4）同一种限制性内切酶DNA连接酶
（5）D
（6）306421843164
（7）环状DNA分子半保留复制（自我复制）
（8）密码子

② 如图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图．据图作答．（1）图中细胞1是______细胞．过程②、

（1）据图分析可知：①为从细胞中获取胰岛素mRNA的过程，由于基因的选择性表达，只有胰岛B细胞能合成胰岛素，故细胞1为胰岛B细胞；过程②为以mRNA为模板逆转录合成胰岛素目的基因，需要逆转录酶，④为PCR技术大量扩增目的基因的过程，需要耐高温的Taq聚合酶．
（2）过程②获得的目的基因由胰岛素的mRNA逆转录而来，该mRNA都能编码氨基酸，与人细胞中胰岛素基因相比，无不能编码蛋白质的内含子序列．
（3）若A中共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，根据碱基互补配对原则，G=C=b个，则A=T=a-b个，经③④⑤过程连续复制4次，共需要提供2⁴-1=15条DNA分子的原料即可，故至少提供胸腺嘧啶15（a-b）．
（4）图中B为运载体质粒，成分是环状的DNA，组成单位为4种脱氧核苷酸，基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，包括⑥剪切和⑦拼接两个过程．
（5）图中C为基因表达载体（重组质粒），为了便于重组DNA的鉴定和选择，其上必须有标记基因；⑧为将目的基因导入受体细胞大肠杆菌，常用Ca²⁺（CaCl₂）处理法．
（6）⑨为工程菌的大量培养繁殖，得到使外源基因高效率表达的菌类细胞株系称为工程菌；由于大肠杆菌是原核生物，无染色体变异和基因重组，若过程⑨发生了变异即为基因突变；过程⑩得到的人胰岛素还需要体外加工才具有生物活性，因为大肠杆菌体内没有内质网和高尔基体，不能对蛋白质加工．
故答案为：
（1）胰岛B逆转录酶、Taq酶
（2）内含子
（3）15（a-b）
（4）4⑥⑦
（5）标记基因Ca²⁺（CaCl₂）
（6）工程菌基因突变没有内质网和高尔基体，不能对蛋白质加工

③ 如图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，有关叙述中错误的是（）A．基因工程的核心是

A、基因工程的步骤为：获取目的基因、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定，其中基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，A正确；
B、胰岛素基因在人体皮肤细胞中不表达，不能形成胰岛素mRNA，因此不能利用人的皮肤细胞来完成①过程，B错误；
C、②为逆转录过程，需要逆转录酶，③为解旋过程，需要解旋酶，C正确；
D、在利用AB获得C的过程中，必须用同一种限制性内切酶切割A和B，使它们产生相同的黏性末端，再加入DNA连接酶才可形成C，D正确．
故选：B．

④ 如图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答．（1）能否利用人的皮肤细胞来完成①

（1）不能从皮肤细胞中提取胰岛素的mRNA，因为皮肤细胞中的胰岛素基因不表达，无胰岛素mRNA．
（2）③④⑤是DNA的复制，A中共有a个碱基对即有2a个碱基，鸟嘌呤有b个，胸腺嘧啶为a-b个，那么连续复制4次所需胸腺嘧啶为（2⁴-1）（a-b）=15（a-b）．
（3）在利用AB获得C的过程中，必须用同一种限制性内切酶切割A和B，使它们产生相同的黏性末端，再加入DNA连接酶才可形成C．
（4）⑧是将目的基因导入受体细胞的过程，当受体细胞是微生物细胞时，常采用感受态细胞法，即用CaCl₂处理微生物细胞使其成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞，从而将目的基因导入受体细胞．
故答案为：
（1）不能，皮肤细胞中的胰岛素基因不表达，无胰岛素mRNA
（2）15（a-b）
（3）相同的黏性末端
（4）CaCl₂

⑤ 下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答。 (1)能否利用人的皮肤

⑥ 如图是用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答．（1）实验步骤②所代表的反应过程是___

（1）图中②是以mRNA为模板合成DNA的逆转录过程，需要逆转录酶的参与．
（2）①是获取胰岛素mRNA的过程，由于基因是选择性表达的，人的肝细胞中不转录出胰岛素mRNA，因此不能利用人的肝细胞来完成①过程．
（3）⑧是将目的基因导入受体细胞的过程，当受体细胞是微生物细胞时，常采用感受态细胞法，即用CaCl₂处理微生物细胞使其成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞，从而将目的基因导入受体细胞．D为受体细胞，一般选用大肠杆菌或枯草杆菌，原因是它们繁殖速度快，目的基因表达迅速．
（4）检测目的基因是否表达产生相应的蛋白质可采用抗原-抗体杂交法．
（5）基因表达载体含有启动子、目的基因、终止子、复制原点和标记基因．
（6）现研究发现糖尿病发生的根本原因是基因突变，因此根治糖尿病的最佳方法是基因治疗．
故答案为：
（1）逆转录
（2）不能皮肤细胞中的胰岛素基因不表达，不能形成胰岛素mRNA
（3）CaCl₂（Ca²⁺）繁殖速度快，目的基因表达迅速
（4）抗原-抗体杂交
（5）标记基因
（6）基因治疗

⑦ 如图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答．（1）图中基因工程的基本过程可以概

（1）基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取②基因表达载体的构建③将目的基因导入受体细胞④目的基因的检测与鉴定．
（2）生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所需要的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性；在生物体内，细胞并没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织和器官，这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果．人的皮肤细胞含有胰岛素基因，但由于细胞的分化，皮肤细胞中的胰岛素基因未表达（或未转录），不能形成胰岛素mRNA．
（3）过程②和③分别为逆转录和复制，因而需要逆转录酶和解旋酶．
（4）一个A中共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，则其中的T为（2a-2b）/2，经过③④⑤过程连续复制4次，净产生15个DNA，故需要提供胸腺嘧啶至少15（a-b）个．
（5）在利用A和B获得C的过程中，必须用同一种限制性内切酶切割A和B，使它们产生相同的黏性末端，再加入DNA连接酶才可形成C．
（6）转基因生物会对生态系统稳定性和人类生活环境造成破坏，如①转基因植物打破自然物种的原有界限，可能破坏生态系统稳定性；②重组微生物产生的中间产物可能造成二次污染，③重组DNA与微生物杂交是否会产生有害病原微生物，④转基因植物花粉中的有毒蛋白可能通过食物链进入生物⑤转基因生物产品中的基因可能通过杂交进入自然界，改变物种生活习性，并可能对生物多样性带来不利影响
故答案为：（1）运载体（细菌质粒）
（2）不能虽然人皮肤细胞内含有胰岛素基因，但在皮肤细胞中该基因不表达，不能转录形成胰岛素mRNA
（3）逆转录解旋（4）15（a-b）
（5）同一种限制性内切酶碱基互补配对DNA连接酶
（6）转基因生物产品中的基因可能通过杂交进入自然界，改变物种生活习性，并可能对生物多样性带来不利影响（合理即可）

⑧ 如图是利用基因工程技术培育转基因植物，生产可食用疫苗的部分过程示意图，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、Ap

A、图示表示基因表达载体的构建过程，这是基因工程的核心步骤，A正确；
B、限制酶SmaⅠ的识别序列位于目的基因上，因此表达载体构建时不能用限制酶SmaⅠ，应用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ，B错误；
C、抗卡那霉素基因属于抗性基因，其存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来，C正确；
D、基因表达载体一般包括目的基因（抗原基因）、标记基因（抗卡那霉素基因）、启动子和终止子，D正确．
故选：B．

⑨ 胰岛素是治疗糖尿病的重要药物．如图是利用基因工程技术生产人胰岛素时扩增目的基因的过程．请据图分析回

（1）确诊糖尿病常用的方法是检测尿液中是否含有葡萄糖，鉴定时常用斐林试剂，看是否出现砖红色沉淀．
（2）由于基因的选择性表达，胰岛素基因只有在胰岛细胞中才能表达，不能在人的皮肤细胞中表达．
（3）图中①过程是转录，②过程是形成DNA和RNA杂交分子，故碱基配对出现了U-A．
（4）图中③是解链过程，④合成双链DNA，⑤是DNA的复制过程．胰岛素mRNA中鸟嘌呤、胞嘧啶和腺嘌呤分别占碱基总数的32%、26%和19%，则mRNA中鸟嘌呤和胞嘧啶的含量为58%，由于mRNA中鸟嘌呤和胞嘧啶的含量与DNA中的含量相等，故DNA中的含量也为58%，则DNA中腺嘌呤和胸腺嘧啶的含量为42%，又由于DNA中腺嘌呤和胸腺嘧啶含量相等，故B中含有腺嘌呤为21%．
（5）若C中有1000个碱基对，其中腺嘌呤400个，则C中胞嘧啶为（2000-400×2）÷2═600．假设复制了n次，则共需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为（2ⁿ-1）×600═9000，得出2ⁿ═16，n为4．
故答案为：
（1）用斐林试剂（或尿糖试纸）检测尿液中是否含有还原糖
（2）胰岛素基因在皮肤细胞中不能表达（或答胰岛素基因的选择性表达），DNA分子杂交
（3）U-A（或尿嘧啶与腺嘌呤配对）
（4）21
（5）4