【生物——选修3：现代生物科技专题】

 重症联合免疫缺陷病（SCID）患者先天腺苷酸脱氨酶（ada）基因缺乏，患者不能抵抗任何微生物的感染，只能在无菌条件下生活。下图表示运用现代技术治疗SCID的过程：

请回答：

（1）①过程表示从携带人正常ada基因的细菌群中获得并扩增ada基因。PCR扩增与细胞内DNA复制过程中解开DNA分子双螺旋的方法不同，前者通过________解旋，后者通过________解旋。

（2）在上述实例中，携带人正常ada基因的细菌相当于________，充当“分子运输车”的是________，受体细胞是________，这种治疗方法称为________。

（3）大部分物种的基因能拼接在一起是因为基因是________的片段。

（4）由于过程③中分离出来的细胞具有________的特点，因而可以分化为包括造血干细胞在内的任何一种组织细胞。

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下图是转基因猕猴培育过程示意图，请据图回答：

（1）获取绿色荧光蛋白基因的方法包括________、利用PCR技术扩增目的基因和用化学方法直接人工合成等。基因工程的核心步骤是________（用图中数字表示），②过程常用的方法是________。

（2）PCR技术扩增目的基因的原理为________。扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，根据这一序列设计并合成________。

（3）图中过程⑦称为________，所用的早期胚胎通常是发育至________期的胚胎，受体雌猴对移入子宫的外来胚胎不会发生________反应，这为胚胎在受体雌猴内的存活提供了可能。

2015年，屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法获奖。工业上青蒿素一般从青蒿植株中提取，产量低，价格高。基因工程及细胞工程等为培育出高青蒿素含量的青蒿提供了思路。科学家先通过紫外线处理大量青蒿幼苗后，偶然发现一株高产植株。通过基因测序发现该高产植株控制青蒿素合成相关的一种关键酶的基因发生了突变。

（1）提取了高产植株的全部DNA后，要想快速大量获得该突变基因可以采用PCR技术，该技术的原理是___________________，需要的条件有___________________________________________。

（2）如果用青蒿某个时期mRNA反转录产生的双链cDNA片段，该双链与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫做青蒿的       _。

（3）将获得的突变基因导入普通青蒿之前，先构建基因表达载体，图1、2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答：

用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因________________________________________________________________________，构建好的重组质粒在其目的基因前要加上特殊的启动子，启动子是_______________________________识别结合位点。

（4）检测目的基因是否表达出相应蛋白质，应采取________________________________________技术。

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下图为基因工程获得转基因抗虫棉的过程。据图回答下列问题：

(1)图中①②所示的PCR技术是       反应的缩写，其原理是       。

（2）过程①中，加热至94℃的目的是       。过程②中，引物与单链相应互补序列结合，然后在       酶的作用下进行延伸，如此重复循环多次，使目的基因的数量以       形式扩增。

（3）过程③常用农杆菌转化法，农杆菌中Ti质粒上的       可转移至受体细胞，并整合到受体细胞染色体DNA上。要检测目的基因是否转录出了mRNA分子，可采用       技术。

[选修模块3：现代生物科技专题]

请回答基因工程方面的有关问题：

(1)利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似（如下图所示）。图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。

①从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为    。

②在第     轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。

(2)设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物（只标注了部分碱基序列）都不合理（如下图），请分别说明理由。

①第1组：                                       ； 

②第2组：                                       。

(3) PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能，这是因为                             。

(4)用限制酶EcoRV、Mbol单独或联合切割同一种质粒，得到的DNA片段长度如下图(1kb即1000个碱基对)，请在答题卡的指定位置画出质粒上EcoRV、Mbol的切割位点。

科学家通过利用PCR定点突变技术改造Rubisco酶基因，提高了光合作用过程中Rubisco酶基因对CO₂的亲和力，从而显著提高了植物的光合作用速率。请回答下列问题：

（1）PCR过程所依据的原理是                           ，该过程需要加入的酶是          。利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成          。

（2）该技术不直接改造Rubisco酶，而通过Rubisco酶基因进行改造，从而实现对Rubisco酶的改造，其原因是                           。和传统基因工程技术相比较，定点突变最突出的优点是获得的产物一般是自然界中             （填“存在的”或“不存在的”），PCR定点突变技术属于         工程的范畴。

（3）可利用定点突变的DNA构建基因表达载体，常用                法将基因表达载体导入植物细胞，将该细胞经植物组织培养技术培育成幼苗，从细胞水平分析所依据的原理是                        。

(1)步骤①核移植前为获得更多的卵母细胞，采用________处理使其超数排卵，从输卵管中冲出的卵子处于________时期，去除卵母细胞的________(结构)。

(2)培养细胞过程中，要置于CO₂培养箱中，其中CO₂的主要作用是________。

(3)图中ES细胞来自________时期的________细胞。步骤③中需要先利用PCR技术扩增正常基因片段，可以根据正常基因的________设计引物，PCR技术中使用的酶为________。为检测目的基因是否表达，采用的方法为________。

（1）A过程的目的是                               。

（2）延伸温度为72℃时所需要的酶是                    。

（3）从理论上推测，一个样品DNA分子经n次循环共需消耗引物a的数量为           。

（4）设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物（引物对B只标注了部分碱基序列）都不合理（如下图），请分别说明理由。

引物对A                             。

引物对B                             ；                              。

（5）获取目的基因的途径除上述外，还有另外两个途径是          、           。