[课时作业]1．(2019·安徽六安一中期末)科学家将拟南芥的抗寒基因(CBFl)，转入香蕉以获得抗寒的香蕉品种。
如图是某质粒载体上的SacⅠ、XbaⅠ、Eco R Ⅰ、Hin d Ⅲ四种限制酶的切割位点示意图。
据图回答下列问题：(1)在该实验中为构建基因表达载体，用SacⅠ、XbaⅠ切下CBFl基因后，对质粒载体进行切割的限制酶是________，理由是________________________________________。
(2)连接CBFl基因到该质粒载体后，作为基因表达载体的组成还必须有________________。
将重组质粒导入香蕉细胞最常用的方法是________________。
(3)为了鉴别受体细胞中是否含有CBFl基因，可用含________的培养基进行筛选。
(4)科学家将生长健壮、苗龄一致的转基因香蕉(实验组)与非转基因香蕉(对照组)进行________处理，鉴定两组之间的抗寒性差异，如果________________，则说明获得了抗寒的香蕉优质品种。
解析：(1)在基因工程中，用相同限制酶切割来源不同的DNA后，可产生相同的末端，所以和含目的基因的DNA一样，质粒也应使用SacⅠ、XbaⅠ进行切割。
(2)基因表达载体的组成包括启动子、终止子、标记基因、目的基因等。
香蕉细胞是植物细胞，将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法。
(3)据图分析，质粒上的标记基因是氨苄青霉素抗性基因，所以为了鉴别受体细胞中是否含有CBFl基因，可用含氨苄青霉素的培养基进行筛选。
(4)根据题干信息已知目的基因是抗寒基因，所以科学家将生长健壮、苗龄一致的转基因香蕉(实验组)与非转基因香蕉(对照组)进行低温处理，鉴定两组之间的抗寒性差异，如果实验组的抗寒能力明显高于对照组，则说明获得了抗寒的香蕉优质品种。
答案：(1)SacⅠ、XbaⅠ用相同限制酶切割来源不同的DNA后，可产生相同的末端(2)启动子和终止子农杆菌转化法(3)氨苄青霉素(4)低温实验组的抗寒能力明显高于对照组2．(2019·辽宁五校协作体高三联考)白细胞介素是一类淋巴因子。
研究人员将人白细胞介素的基因导入到酵母菌细胞中，使其分泌出有活性的白细胞介素。
请据图回答下列问题：(1)为增加白细胞介素基因的数量，可使用________技术，但前提是必须知道基因的部分序列，目的是________________________________________________________________。
(2)在重组载体导入酵母菌细胞之前，需用________处理酵母菌，白细胞介素基因进入酵母菌细胞内，并且在其细胞内维持稳定和表达的过程，称为________。
在表达过程中，启动子需与________识别和结合，从而驱动转录过程。
(3)在体液免疫过程中，白细胞介素是由________细胞分泌的，为了能成功表达出白细胞介素，不使用细菌，而使用酵母菌细胞作为受体细胞，可能原因是__________________________________________________________________________________________。
(4)在分泌型表达载体和白细胞介素基因所在DNA分子上均有多个限制酶的酶切位点，图示过程获得有效表达的重组载体使用了Eco RⅠ和Eco R 52两种限制酶，与使用单一的限制酶相比，其优点是____________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)基因工程中，扩增目的基因利用的是PCR技术，但前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便设计引物。
(2)在重组载体导入酵母菌细胞之前，需用Ca2＋处理酵母菌，使酵母菌细胞处于感受态，白细胞介素基因进入酵母菌细胞内，并且在其细胞内维持稳定和表达的过程称为转化。
在表达过程中，启动子需与RNA聚合酶识别和结合，从而驱动转录过程。
(3)在体液免疫过程中，白细胞介素是由T淋巴细胞分泌的；由于细菌属于原核生物，细胞中无内质网和高尔基体等加工白细胞介素的细胞器，因此为了能成功表达出白细胞介素，不使用细菌，而使用酵母菌细胞作为受体细胞。
(4)在分泌型表达载体和白细胞介素基因所在的DNA分子上均有多个限制酶的酶切位点，图示过程获得有效表达的重组载体使用了Eco RⅠ和Eco R 52两种限制酶，与使用单一的限制酶相比，其优点是能防止目的基因、表达载体发生自身环化或者目的基因反向接入分泌型表达载体中。
答案：(1)PCR设计引物(2)Ca2＋转化RNA聚合酶(3)T淋巴细菌细胞中无内质网和高尔基体等加工白细胞介素的细胞器(4)能防止目的基因、表达载体发生自身环化或者目的基因反向接入分泌型表达载体中3．(2019·广东惠州中学高三调研)凡是具有抗原性、接种于机体可产生特异性免疫、可抵抗传染病的发生和流行的物质均可称为疫苗。
以下是三代乙肝疫苗的生产原理示意图，请据图回答下列问题：(1)目前临床使用的乙肝疫苗是第二代疫苗。
图中外衣壳蛋白基因A的大量扩增可通过________技术，需要用到的一种重要酶是______________和______________种引物。
构建含基因A的重组质粒需要用到的工具酶是________________________________________________________________________。
(2)据信息和所学知识分析：第一代疫苗基本淘汰的原因是：_______________________。
(3)结合图中第二代、第三代疫苗的化学本质，分析推测哪一代疫苗利于运输及其原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)外源DNA进入机体后，如果整合到人体基因组中可能会引起________和________发生突变而导致机体癌变，这也是第三代疫苗可能存在的安全隐患，目前正在研究中。
解析：(1)目的基因可通过PCR技术大量扩增，该过程需要热稳定DNA聚合酶。
由于DNA的结构特点是两条链反向平行，因此扩增过程需要2种引物。
构建基因表达载体需要用到的工具酶是限制酶和DNA连接酶。
(2)第一代疫苗用的是减毒或灭活的病毒，病毒有可能恢复致病性或引起血源性疾病。
(3)从图中分析，第三代疫苗要比第二代疫苗更有利于运输，因为第三代疫苗本质是DNA，第二代疫苗本质是蛋白质，DNA的稳定性比蛋白质高。
(4)细胞癌变的原因是原癌基因和抑癌基因发生突变。
答案：(1)PCR热稳定DNA聚合酶(或Taq DNA聚合酶)2限制酶与DNA连接酶(2)有引起血源性疾病的嫌疑(或病毒有可能恢复致病性)(3)第三代疫苗更有利于运输，因为第三代疫苗的本质是DNA，第二代疫苗的本质是蛋白质，DNA稳定性比蛋白质高(4)原癌基因抑癌基因4．(2020·高考预测)烟草是有重要经济价值的双子叶植物，易受TMV(烟草花叶病毒)感染导致大幅度减产。
绞股蓝细胞中含有抗TMV基因，能抵抗TMV感染。
研究人员利用转基因技术培育出了抗TMV烟草，操作流程如图所示。
(1)①表示遗传信息流动中的________过程，过程③所需要的工具酶是____________。
(2)目的基因大量扩增可以使用PCR技术，该技术包括变性、退火、延伸三个步骤，变性这一步骤的目的是______________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)过程④最常用的方法是__________，过程⑤用到的细胞工程技术是______________。
(4)过程⑥还需要进行基因工程操作步骤中的__________________，在个体水平上检验获得的烟草能否抗TMV的方法是_________________________________________________。
解析：据图分析，①表示逆转录，②表示目的基因的获取，③表示基因表达载体的构建，④表示将目的基因导入受体细胞，⑤表示利用植物组织培养技术获得再生植株，⑥表示目的基因的检测与鉴定。
(1)根据以上分析已知，①表示逆转录过程；③表示基因表达载体的构建过程，需要限制酶和DNA连接酶的参与。
(2)利用PCR技术大量扩增目的基因的过程中，变性的目的是使DNA解链为单链。
(3)④表示将目的基因导入受体细胞，常用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞；⑤表示利用植物组织培养技术获得再生植株的过程。
(4)过程⑥还需要进行目的基因的检测与鉴定，个体水平上检验获得的烟草能否抗TMV的方法是用TMV 感染烟草，观察烟草是否被感染。
答案：(1)逆转录限制酶和DNA连接酶(2)使DNA解链为单链(DNA解旋)(3)农杆菌转化法植物组织培养(4)目的基因的检测与鉴定用TMV感染烟草，观察烟草是否被感染(患病)5．(2019·四川绵阳诊断)金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白，某研究小组计划通过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水的净化处理。
请回答下列问题：(1)在进行基因工程操作时，需要从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA，提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是____________________________________，以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是______________________________________。
(2)PCR之前，需要设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2)，两种引物之间不能存在互补配对序列，原因是___________________________________。
(3)在PCR反应体系中，除具备缓冲液、模板DNA分子和引物外，还应有__________[填序号：①Taq酶②dNTP(dCTP、dA TP、dGTP和dTTP)③四种碱基④ATP⑤氨基酸](4)PCR扩增时，退火温度的设定是成败的关键。