?專題強(qiáng)化練(十七)　基因工程
1．(2022·廣東汕頭模擬預(yù)測(cè))心腦血管疾病引發(fā)的血栓并發(fā)癥嚴(yán)重威脅人類生命，居各種疾病死亡率首位。臨床上常用組織型纖溶酶原激活劑作為溶解血栓、搶救心肌梗死患者的特效藥。然而，t-PA因注射劑量大容易誘發(fā)顱內(nèi)出血，為了提高t-PA臨床應(yīng)用的可行性，科學(xué)家研發(fā)了一種顱內(nèi)出血傾向大幅度降低的優(yōu)質(zhì)t-PA突變蛋白。據(jù)此回答下列問(wèn)題：
(1)人t-PA由527個(gè)氨基酸構(gòu)成(如下圖所示)，基礎(chǔ)研究顯示，將t-PA第84位的半胱氨酸替換為絲氨酸，所形成的突變蛋白溶解血栓有效性明顯提高。對(duì)t-PA的改造必須通過(guò)______________獲得t-PA突變基因而不是直接改造蛋白質(zhì)。

(2)t-PA突變基因最終需要與P質(zhì)粒重組才能構(gòu)建基因表達(dá)載體。P質(zhì)粒DNA分子上有①?gòu)?fù)制原點(diǎn)，可以保證B質(zhì)粒在受體細(xì)胞中能________；②多個(gè)限制酶切位點(diǎn)，便于________________ ；③標(biāo)記基因和相關(guān)的啟動(dòng)子。
(3)基因表達(dá)載體進(jìn)入受體細(xì)胞中并在細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程稱為_(kāi)_______。
(4)為檢測(cè) t-PA基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，可采用________進(jìn)行檢測(cè)。除此之外，還可以使用PCR技術(shù)，實(shí)驗(yàn)組以待測(cè)樣本DNA為模板，使用引物1：5′－TACCAAGTGATCTGCAGA－3′、 引物2：____________________________(填引物的核苷酸序列)進(jìn)行PCR擴(kuò)增；同時(shí)以_________________________模板的組別作為陰性對(duì)照組。若_________________________，說(shuō)明目的基因?qū)氤晒Α?br /> 解析：(1)任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而且改造過(guò)的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。如果對(duì)蛋白質(zhì)直接進(jìn)行改造，即使改造成功，被改造過(guò)的蛋白質(zhì)分子還是無(wú)法遺傳，還有對(duì)基因進(jìn)行改造，比對(duì)蛋白質(zhì)直接改造要容易操作，難度要小得多；所以對(duì)t-PA的改造必須通過(guò)基因合成獲得t-PA突變基因，而不是直接改造蛋白質(zhì)。(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因和復(fù)制原點(diǎn)等，其中，復(fù)制原點(diǎn)，是DNA復(fù)制的起點(diǎn)，作用是帶動(dòng)目的基因復(fù)制；基因表達(dá)載體要有多個(gè)限制酶切位點(diǎn)，是因?yàn)槊盖形稽c(diǎn)越多，可以連接的目的基因種類也越多，這樣可以方便目的基因的插入。(3)基因表達(dá)載體中包含了目的基因，基因工程中的轉(zhuǎn)化是指目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞，并在受體細(xì)胞中維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程。所以基因表達(dá)載體進(jìn)入受體細(xì)胞中并在細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程就稱為轉(zhuǎn)化。(4)在分子水平上檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入成功，可采用DNA分子雜交技術(shù)。用放射性同位素標(biāo)記的含有目的基因的單鏈DNA片段制成基因探針，將轉(zhuǎn)基因生物的基因組DNA提取出來(lái)，和基因探針進(jìn)行雜交，如果出現(xiàn)雜交帶，說(shuō)明目的基因已插入受體細(xì)胞的DNA中。PCR是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的簡(jiǎn)稱，指在引物指導(dǎo)下由酶催化的對(duì)特定模板(克隆或基因組DNA)的擴(kuò)增反應(yīng)，是模擬體內(nèi)DNA復(fù)制過(guò)程，在體外特異性擴(kuò)增DNA片段的一種技術(shù)；根據(jù)題圖分析，對(duì)t-PA基因進(jìn)行PCR擴(kuò)增時(shí)，引物2應(yīng)該是和右側(cè)的3′－AGCGTACAAGAGTGCTTA－5′互補(bǔ)配對(duì)的核苷酸序列為：5′－TCGCATGTTCTCACGAAT－3′；為了檢測(cè) t-PA基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，還可以以t-PA突變基因片段為模板的組別作為陰性對(duì)照組，目的是通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)組(進(jìn)行PCR)和陰性對(duì)照組的結(jié)果，來(lái)判斷目的基因是否導(dǎo)入成功，如果實(shí)驗(yàn)組與陽(yáng)性對(duì)照組復(fù)制的結(jié)果是一樣的，并且陰性對(duì)照組沒(méi)有擴(kuò)增產(chǎn)物，則說(shuō)明目的基因?qū)氤晒Α?br /> 答案：(1)基因修飾(或基因合成)
(2)自我復(fù)制　目的基因(外源DNA)的插入
(3)轉(zhuǎn)化
(4)DNA分子雜交　5′－TCGCATGTTCTCACGAAT－3′　以t-PA突變基因片段為模板　實(shí)驗(yàn)組與陽(yáng)性對(duì)照組的結(jié)果一致，且陰性對(duì)照組無(wú)擴(kuò)增產(chǎn)物
2．(2022·廣東模擬預(yù)測(cè))注射肝細(xì)胞分泌的凝血因子VⅢ(hFVⅢ)濃縮物是目前治療甲型血友病的主要方法。某研究小組通過(guò)精子載體技術(shù)獲得雌性轉(zhuǎn)基因小鼠來(lái)生產(chǎn)hFVⅢ，其流程如圖所示，圖中數(shù)字代表操作過(guò)程。

回答下列問(wèn)題：
(1)①過(guò)程所需的mRNA是從________細(xì)胞內(nèi)提取的。①過(guò)程獲得的hFVⅢ基因片段不包括基因中的__________________________部分(答出兩點(diǎn)即可)。
(2)②過(guò)程中擴(kuò)增hFVⅢ基因時(shí)需要設(shè)計(jì)2種引物，原因是
________________________________________________________________________。
(3)在進(jìn)行③操作時(shí)還需對(duì)小鼠胚胎進(jìn)行性別鑒定。其操作的基本程序是：用位于Y染色體上的SRY基因的一段序列作引物，以________為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增。理論上目標(biāo)胚胎的PCR結(jié)果應(yīng)為_(kāi)_______(填“陽(yáng)性”或“陰性”)。
(4)研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)hFVⅢ的末端連接特定的短肽片段，能有效延長(zhǎng)其作用時(shí)間。為獲得改良的hFVⅢ，應(yīng)對(duì)上述流程作何改進(jìn)：_______________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)凝血因子VⅢ是取自肝細(xì)胞的，因此①過(guò)程所需的mRNA是從肝細(xì)胞內(nèi)提取的。①過(guò)程獲得hFVⅢ基因片段是通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程實(shí)現(xiàn)的，其中只包括外顯子部分，不包括基因中的啟動(dòng)子、終止子、內(nèi)含子、非編碼區(qū)等。(2)由于DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模以贒NA聚合酶的催化下，單個(gè)的脫氧核苷酸會(huì)依次連接到引物的3′端，即需要用兩種引物才能保證DNA的兩條鏈同時(shí)被擴(kuò)增，因此②過(guò)程中擴(kuò)增hFVⅢ基因時(shí)需要設(shè)計(jì)2種引物，該過(guò)程所用的技術(shù)為PCR擴(kuò)增技術(shù)。(3)③過(guò)程為胚胎移植，圖中顯示的是研究小組通過(guò)精子載體技術(shù)獲得雌性轉(zhuǎn)基因小鼠來(lái)生產(chǎn)hFVⅢ的技術(shù)流程，因此，③操作時(shí)還需對(duì)小鼠胚胎進(jìn)行性別鑒定。其操作的基本程序是：用位于Y染色體上的SRY基因的一段序列作引物，以早期胚胎的DNA為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增。理論上目標(biāo)胚胎的PCR結(jié)果應(yīng)為“陰性”，這樣才能說(shuō)明該胚胎中沒(méi)有雄性的標(biāo)志基因，說(shuō)明是雌性。(4)研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)hFVⅢ的末端連接特定的短肽片段，能有效延長(zhǎng)其作用時(shí)間。為獲得改良的hFVⅢ，則需要在步驟①得到的hFVⅢ基因上添加短肽片段對(duì)應(yīng)的堿基序列，通過(guò)對(duì)基因的改造實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)的改變。
答案：(1)肝　啟動(dòng)子、終止子、內(nèi)含子、非編碼區(qū)(答出2點(diǎn)即可)
(2)DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，用兩種引物才能保證DNA的兩條鏈同時(shí)被擴(kuò)增
(3)早期胚胎的DNA　陰性
(4)在步驟①得到的hFVⅢ基因上添加短肽片段對(duì)應(yīng)的堿基序列
3．(2022·廣東廣州二模)腫瘤已成為嚴(yán)重危害人類健康的高發(fā)病，主要的治療手段有化療、放療和手術(shù)等，而腫瘤細(xì)胞對(duì)腫瘤藥物產(chǎn)生耐藥性是化療失敗的主要原因之一，研究表明腫瘤細(xì)胞耐藥性的產(chǎn)生與過(guò)量表達(dá)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白BCRP有關(guān)，研究人員嘗試建立穩(wěn)定表達(dá)BCRP的細(xì)胞系?；卮鹣铝袉?wèn)題：
(1)研究人員從人的________(填“普通體細(xì)胞”或“癌細(xì)胞”)中提取出總RNA，逆轉(zhuǎn)錄后進(jìn)行PCR擴(kuò)增獲得大量BCRP基因。
(2)隨后構(gòu)建BCRP基因的真核表達(dá)載體，研究人員選擇了P質(zhì)粒作為載體，因?yàn)槠渚哂校孩倌鼙徽婧思?xì)胞識(shí)別的啟動(dòng)子，作用是____________________________；②抗新霉素的標(biāo)記基因；③多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，作用是____________________________。
(3)在不破壞表達(dá)載體各功能序列的基礎(chǔ)上，對(duì)上述環(huán)狀載體進(jìn)行酶切得到線性化載體，隨后將其導(dǎo)入到受體細(xì)胞中，線性化載體可整合到染色體DNA上。聯(lián)系所學(xué)知識(shí)推測(cè)進(jìn)行酶切得到線性化載體的原因是____________________________________________________。
(4)通過(guò)篩選獲得抗新霉素的受體細(xì)胞，并對(duì)其進(jìn)行多層次檢測(cè)，最終獲得能高效表達(dá)BCRP的細(xì)胞，在培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時(shí)間后分瓶進(jìn)行________(填“原代”或“傳代”)培養(yǎng)，最終獲得穩(wěn)定細(xì)胞系，推測(cè)此細(xì)胞系在后續(xù)研究中的用途有_______________________________
_____________________________________________________________________(寫出1點(diǎn))。
解析：(1)分析題意可知，腫瘤細(xì)胞耐藥性的產(chǎn)生與過(guò)量表達(dá)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白BCRP有關(guān)，故為獲取BCRP基因，需要從癌細(xì)胞中提取出總RNA，逆轉(zhuǎn)錄后進(jìn)行PCR擴(kuò)增獲得大量BCRP基因。(2)啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)，用于驅(qū)動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄過(guò)程；載體中有多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)的作用是便于插入多種外源基因。(3)環(huán)狀DNA分子首尾相接，而與環(huán)狀載體相比，線性化較體能更穩(wěn)定地存在并發(fā)揮功能，故需要酶切得到線性化載體。(4)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，分瓶后的處理稱為傳代培養(yǎng)；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)可用于醫(yī)學(xué)研究，故可研究能阻止BCRP過(guò)量表達(dá)的藥物。
答案：(1)癌細(xì)胞
(2)RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)　便于插入多種外源基因
(3)與環(huán)狀載體相比，線性化較體能更穩(wěn)定地存在并發(fā)揮功能
(4) 傳代　研究能阻止BCRP過(guò)量表達(dá)的藥物(其他合理答案亦可)
4．(2022·廣東茂名二模)玉米(單子葉植物)是我國(guó)種植面積較大的糧食作物之一，也是重要的飼料及工業(yè)原料，在保障國(guó)家糧食安全和促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮重要作用。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育的抗蟲、耐除草劑轉(zhuǎn)基因玉米成為農(nóng)業(yè)害蟲控制和雜草防除的有效手段。
(1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增獲取目的基因需要提前設(shè)計(jì)____________。
(2)為獲得抗蟲、耐除草劑的轉(zhuǎn)基因玉米，在前期研究中需要將抗蟲基因、耐除草劑基因、____________終止子、標(biāo)記基因構(gòu)建在一個(gè)載體上，需要用的酶是____________。若想將構(gòu)建好的表達(dá)載體用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入到受體細(xì)胞，常需要添加酚類物質(zhì)，此物質(zhì)的作用是________________________________________________________________________。
(3)為了評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因玉米的性能，需要對(duì)玉米在適宜時(shí)期____________和____________。
(4)利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育的抗蟲、耐除草劑轉(zhuǎn)基因玉米成為農(nóng)業(yè)害蟲控制和雜草防除的有效手段，其優(yōu)點(diǎn)有__________________________________________________________________。
解析：(1)PCR擴(kuò)增目的基因需要根據(jù)已知目的基因的一段序列設(shè)計(jì)一段引物，以便目的基因擴(kuò)增時(shí)將其作為核苷酸聚合的起始點(diǎn)。(2)基因表達(dá)載體需要啟動(dòng)子、終止子、復(fù)制原點(diǎn)、標(biāo)記基因、目的基因，抗蟲基因、耐除草劑基因?qū)儆谀康幕?。?gòu)建基因表達(dá)載體需要限制酶和DNA連接酶。由于導(dǎo)入的是單子葉植物細(xì)胞，農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法適用于雙子葉和裸子植物，因此若要用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化單子葉植物，需要添加酚類物質(zhì)，吸引農(nóng)桿菌感染細(xì)胞，增加目的基因轉(zhuǎn)化成功的概率。(3)導(dǎo)入的目的基因是抗蟲、耐除草劑基因，因此常進(jìn)行抗蟲接種實(shí)驗(yàn)和噴施除草劑進(jìn)行處理。(4)導(dǎo)入抗蟲、耐除草劑基因后獲得抗蟲、耐除草劑轉(zhuǎn)基因玉米，可以有效減少化學(xué)藥劑的施用，降低人工成本，提高玉米產(chǎn)量和品質(zhì)，有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境和生物多樣性。
答案：(1)引物
(2)啟動(dòng)子　限制酶、DNA連接酶　吸引農(nóng)桿菌感染細(xì)胞，增加目的基因轉(zhuǎn)化成功的概率
(3)進(jìn)行抗蟲接種實(shí)驗(yàn)　噴施除草劑進(jìn)行處理
(4)能夠有效減少化學(xué)藥劑的施用，降低人工成本，提高玉米產(chǎn)量和品質(zhì)，有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境和生物多樣性
5．(2022·重慶南開(kāi)中學(xué)模擬預(yù)測(cè))目前全球新冠肺炎疫情仍在流行。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)判斷是否感染新型冠狀病毒常用的方法是對(duì)疑似患者進(jìn)行________________檢測(cè)(答2種)。
(2)目前，接種安全有效的疫苗是防治新冠肺炎最有效的措施。中國(guó)科學(xué)家分別從①減毒活疫苗，②滅活病毒疫苗，③重組蛋白疫苗，④重組病毒載體疫苗(通常選用復(fù)制缺陷型腺病毒為載體)，⑤DNA疫苗，⑥mRNA疫苗六大技術(shù)方向推進(jìn)新型冠狀病毒疫苗的設(shè)計(jì)和研發(fā)。上述疫苗成分中含有有活性的病毒的是________(填序號(hào)①～⑥)，從疫苗成分的角度分析，⑤比③對(duì)冷鏈運(yùn)輸要求低的原因是____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)滅活病毒疫苗的制備原理是用各種理化方法滅活病原微生物及其代謝產(chǎn)物，使其喪失________，但保持病毒的免疫原性，之后再通過(guò)純化等步驟制備出候選疫苗，這種疫苗易于實(shí)現(xiàn)________(填“體液”或“細(xì)胞”或“特異性”)免疫且應(yīng)答效果較好。
(4)新型冠狀病毒是一種單鏈RNA病毒，其表面的S蛋白是該病毒侵染人體細(xì)胞的關(guān)鍵蛋白，科學(xué)家欲利用大腸桿菌作為工程菌批量生產(chǎn)S蛋白以制備重組蛋白疫苗。已知Tetτ為四環(huán)素抗性基因，LacZ′基因的表達(dá)產(chǎn)物能使白色的大腸桿菌菌落變成藍(lán)色，EcoRⅠ的識(shí)別序列為。

從2019nCoV基因組中分離出的S基因不能直接與質(zhì)粒重組，其原因是__________________，得到的S編碼序列片段需要在兩端加上________序列后才能與質(zhì)粒連接。過(guò)程②除了得到重組質(zhì)粒外，還可能得到另外2種片段大小不一的結(jié)合產(chǎn)物，為篩選導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應(yīng)_____________。最后，通過(guò)抗原－抗體雜交技術(shù)檢測(cè)大腸桿菌是否表達(dá)出目標(biāo)產(chǎn)物。
解析：(1)新型冠狀病毒感染者體內(nèi)含有新型冠狀病毒以及機(jī)體產(chǎn)生的與新型冠狀病毒特異性結(jié)合的抗體，故判斷是否感染新型冠狀病毒常用的方法是對(duì)疑似患者進(jìn)行核酸和抗原檢測(cè)。(2)①減毒活疫苗，②滅活病毒疫苗，③重組蛋白疫苗，④重組病毒載體疫苗，⑤DNA疫苗，⑥mRNA疫苗中減毒疫苗使病毒失去致病性，但保留了原有的增殖能力和免疫原性，有活性，重組病毒載體疫苗是以病毒作為載體，病毒有活性，所以有活性病毒為①④。從疫苗成分的角度分析，⑤為核酸疫苗，③為蛋白質(zhì)類疫苗，蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)易受溫度影響，而DNA熱穩(wěn)定性高，因此⑤比③對(duì)冷鏈運(yùn)輸要求低。(3)滅活病毒疫苗經(jīng)過(guò)“滅活”處理后喪失致病性，但保持病毒的免疫原性，其抗原仍能引起機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫，這種疫苗易于實(shí)現(xiàn)特異性免疫且應(yīng)答效果較好。(4)因?yàn)?019nCoV的核酸為單鏈RNA，獲得的基因也為單鏈RNA，不能直接與雙鏈DNA相連，故從2019nCoV基因組中分離出的S基因不能直接與質(zhì)粒重組。據(jù)圖可知，EcoRⅠ酶切后的黏性末端暴露出的堿基為AATT，故過(guò)程①得到的S編碼序列片段兩端需要分別加上TTAA序列后才能與質(zhì)粒連接。分析題意可知，質(zhì)粒上LacZ′基因會(huì)被EcoRⅠ破壞，質(zhì)粒上有四環(huán)素抗性基因，故為篩選導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌，可在培養(yǎng)基中加入四環(huán)素，則在該種培養(yǎng)基上含重組質(zhì)粒的大腸桿菌可以存活；又因重組質(zhì)粒的LacZ′基因被破壞，故其不能變成藍(lán)色，為白色，故篩選出白色菌落即可。
答案：(1)核酸和抗原
(2)①④　蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)易受溫度影響，而DNA熱穩(wěn)定性高
(3)致病性　特異性
(4)2019nCoV的基因?yàn)閱捂淩NA，不能直接與DNA相連　—TTAA—　應(yīng)在培養(yǎng)基加入四環(huán)素，篩選白色菌落
6．(2022·福建師大附中模擬預(yù)測(cè))從2020年初至今，新型冠狀病毒肆虐全球，為抗擊疫情我國(guó)采取了多種技術(shù)路徑對(duì)新型冠狀病毒進(jìn)行防治，為全球抗擊新冠疫情做出巨大貢獻(xiàn)。

(1)上圖表示新型冠狀病毒疫苗制備的幾種技術(shù)路線。疫苗Ⅰ是滅活病毒疫苗，因?yàn)椴《局荒芗纳罴?xì)胞，因此使用非洲綠猴腎(Vero)細(xì)胞對(duì)病毒進(jìn)行培養(yǎng)，然后將病毒滅活，但要保留______活性，能誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答。培養(yǎng)細(xì)胞過(guò)程中還要____________，以防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。
(2)疫苗Ⅲ是基因工程疫苗，制備采用技術(shù)的原理是____________。④過(guò)程工程菌常用大腸桿菌，但其產(chǎn)生的S蛋白與天然S蛋白質(zhì)有較大差異。后經(jīng)改良，科學(xué)家選擇CHO細(xì)胞(中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞)作為工程細(xì)胞。推測(cè)其優(yōu)點(diǎn)是與大腸桿菌相比，CHO細(xì)胞具有________________，可以對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行更完善加工。已知過(guò)程③的DNA和質(zhì)粒結(jié)構(gòu)如圖所示：
限制酶
NcoⅠ
SphⅠ
識(shí)別序列和切割位點(diǎn)
C↓CATGG
GCTAG↓C
限制酶
NheⅠ
BamHⅠ
識(shí)別序列和切測(cè)位點(diǎn)
G↓GATCC
G↓CTAGC

根據(jù)DNA序列可判斷需要用限制酶__________切割質(zhì)粒。
(3)疫苗Ⅳ是mRNA疫苗，與疫苗Ⅲ相比，其優(yōu)點(diǎn)主要是___________________。(任寫一點(diǎn))
(4)疫苗Ⅴ為DNA疫苗，我國(guó)科學(xué)家將其與缺失E1等基因的人腺病毒(E1基因是腺病毒基因組復(fù)制的關(guān)鍵基因)結(jié)合，構(gòu)建重組腺病毒感染人體，利用人體細(xì)胞自身產(chǎn)生抗原?？茖W(xué)家用HEK細(xì)胞培養(yǎng)上述重組腺病毒，HEK細(xì)胞應(yīng)含有__________，以利于重組腺病毒在細(xì)胞內(nèi)大量增殖。對(duì)獲得的重組腺病毒除用PCR檢測(cè)S蛋白基因外，還需用________的方法檢測(cè)S蛋白。為能精確檢測(cè)出S蛋白，可用單克隆抗體技術(shù)制備S蛋白單克隆抗體，其特點(diǎn)是__________________。利用該抗體也能對(duì)新冠抗原進(jìn)行檢測(cè)，但是檢出率不及核酸檢測(cè)，原因是核酸檢測(cè)采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)，對(duì)核酸有一個(gè)________的過(guò)程，因此哪怕只有少量的病毒核酸也能被發(fā)現(xiàn)。
解析：(1)為誘導(dǎo)機(jī)體的免疫應(yīng)答，同時(shí)降低其毒性，故將病毒滅活，但要保留抗原活性；為防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害，培養(yǎng)過(guò)程中還要定期更換培養(yǎng)液。(2)基因工程的原理是基因重組；大腸桿菌屬于原核細(xì)胞，CHO細(xì)胞為真核細(xì)胞，與大腸桿菌相比，CHO細(xì)胞具有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，可以對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行更完善加工；根據(jù)DNA分子的兩端的堿基序列及黏性末端可知，酶的兩個(gè)切割位點(diǎn)CCATG和GGATC，故分別是所以要用NcoⅠ和NheⅠ限制酶。(3)與疫苗Ⅲ相比，mRNA疫苗優(yōu)點(diǎn)主要是在人體細(xì)胞內(nèi)持續(xù)表達(dá)抗原，免疫應(yīng)答更持久，且不需要多次免疫。(4)據(jù)題意可知，E1基因是腺病毒基因組復(fù)制的關(guān)鍵基因，而人腺病毒缺少E1基因，故HEK細(xì)胞應(yīng)含有E1基因，以利于重組腺病毒在細(xì)胞內(nèi)大量增殖；抗原與抗體的結(jié)合具有特異性，故檢測(cè)S蛋白可用抗原－抗體雜交技術(shù)；單克隆抗體的特點(diǎn)是特異性強(qiáng)、靈敏度高、可大量制備；為保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，核酸應(yīng)達(dá)到一定數(shù)量，故對(duì)核酸有一個(gè)擴(kuò)增過(guò)程。
答案：(1)抗原　定期更換培養(yǎng)液
(2)基因重組　內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體　NcoⅠ和NheⅠ
(3)在人體細(xì)胞內(nèi)持續(xù)表達(dá)抗原，免疫應(yīng)答更持久(不需要多次免疫)
(4)E1基因　抗原—抗體雜交　特異性強(qiáng)，靈敏度高，可大量制備　擴(kuò)增
7．(2022·廣東佛山二模)心臟移植是挽救終末期心臟病患者生命唯一有效的手段，然而心臟移植過(guò)程中會(huì)發(fā)生缺血再灌注損傷(IRI)，可能導(dǎo)致心臟壞死。研究發(fā)現(xiàn)，IRI通過(guò)促進(jìn)Caspase 8等一系列凋亡基因的表達(dá)，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡壞死最終引起器官損傷。根據(jù)Caspase 8基因合成的小干擾RNA(siRNA)可以使Gaspase 8基因沉默，有效抑制IRI所致的器官損傷。下圖是利用豬的心肌細(xì)胞開(kāi)展siRNA作用研究的示意圖。

回答下列問(wèn)題：
(1)圖中步驟②構(gòu)建重組質(zhì)粒需要使用________等工具酶。與直接將siRNA導(dǎo)入豬的心肌細(xì)胞相比，通過(guò)重組質(zhì)粒將siRNA對(duì)應(yīng)的DNA序列導(dǎo)入心肌細(xì)胞，其優(yōu)點(diǎn)是________________________________________________________________________
___________________________________________________________________(答出一點(diǎn))。
(2)siRNA對(duì)應(yīng)DNA序列在心肌細(xì)胞中表達(dá)產(chǎn)生的si RNA，與RISC組裝形成基因沉默復(fù)合物，通過(guò)抑制基因表達(dá)的________過(guò)程，使Caspase 8基因沉默，從而降低IRI引起的細(xì)胞凋亡。
(3)研究人員根據(jù)Caspase 8基因的堿基序列，設(shè)計(jì)了三種序列分別導(dǎo)入豬的心肌細(xì)胞，通過(guò)測(cè)定靶基因Caspase 8的mRNA含量來(lái)確定最優(yōu)序列。測(cè)定mRNA含量時(shí)，需提取心肌細(xì)胞的總RNA，經(jīng)過(guò)________過(guò)程得到cDNA，再進(jìn)行PGR擴(kuò)增，測(cè)定PCR產(chǎn)物量，結(jié)果如圖所示。據(jù)此判斷最優(yōu)序列是________。

(4)選用豬的心肌細(xì)胞做受體細(xì)胞是因?yàn)樨i在基因、解剖結(jié)構(gòu)、生理生化和免疫反應(yīng)等方面與人類極為相似。為了解決心臟移植供體短缺問(wèn)題，許多科學(xué)家正在研究用豬心臟代替人的心臟。你認(rèn)為將豬心臟移植到人體面臨的最大挑戰(zhàn)是________，請(qǐng)說(shuō)出一種解決這一問(wèn)題的思路：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)限制酶、DNA連接酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒需要的工具酶。與直接將siRNA導(dǎo)入豬的心肌細(xì)胞相比，通過(guò)重組質(zhì)粒將siRNA對(duì)應(yīng)的DNA序列導(dǎo)入心肌細(xì)胞，siRNA可隨重組質(zhì)粒增殖而持續(xù)產(chǎn)生，從而使靶基因長(zhǎng)時(shí)間沉默。(2)據(jù)圖可知，基因沉默復(fù)合物作用于Gaspase 8 mRNA，抑制了基因表達(dá)的翻譯過(guò)程，使Caspase 8基因沉默。(3)測(cè)定mRNA含量時(shí)，需提取細(xì)胞總RNA，經(jīng)過(guò)逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程得到cDNA，再進(jìn)行PCR擴(kuò)增，通過(guò)PCR產(chǎn)物的量間接反映細(xì)胞中相關(guān)基因的mRNA含量。根據(jù)小題圖示可知，在序列2作用下，Caspase 8的mRNA含量最低，表明其抑制效果最好，是最優(yōu)序列。(4)免疫排斥反應(yīng)是將豬心臟移植到人體面臨的最大挑戰(zhàn)。利用基因工程技術(shù)將豬與免疫排斥有關(guān)的抗原基因敲除，轉(zhuǎn)入一些人類特有蛋白的基因，將豬細(xì)胞偽裝人的細(xì)胞等方面可能解決這一問(wèn)題。
答案：(1)限制酶、DNA連接酶　可持續(xù)產(chǎn)生siRNA，使靶基因長(zhǎng)時(shí)間沉默(或：可以使質(zhì)粒只在特定的組織中表達(dá)；或：可構(gòu)建某基因永久沉默的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型)
(2)翻譯
(3)逆轉(zhuǎn)錄　序列2
(4)免疫排斥反應(yīng)　可以利用基因工程技術(shù)將豬與免疫排斥有關(guān)的抗原基因敲除；轉(zhuǎn)入一些人類特有蛋白的基因，將豬細(xì)胞偽裝人的細(xì)胞
8．(2022·廣東模擬預(yù)測(cè))在DNA指紋技術(shù)研究中認(rèn)為，DNA中的高度重復(fù)序列具有高度可變性，但其高度重復(fù)序列中有一小段序列在所有個(gè)體中都一樣，稱為“核心序列”。下圖是某刑事案例中女受害者、受害者體內(nèi)精液和三位懷疑對(duì)象的DNA指紋圖譜，請(qǐng)根據(jù)以上內(nèi)容和指紋圖譜回答下列問(wèn)題：

(1)指紋圖譜就是把“核心序列”串聯(lián)起來(lái)作為探針，與不同個(gè)體的DNA進(jìn)行________就會(huì)出現(xiàn)各自特有DNA指紋圖譜。應(yīng)用DNA指紋技術(shù)，首先需要用__________酶將待測(cè)的樣品DNA切成片段，然后用電泳的方法將這些片段按大小分開(kāi)。
(2)提取動(dòng)物細(xì)胞的DNA時(shí)需先破碎細(xì)胞，常用的方法是__________。為了純化提取的DNA，可利用DNA在________中溶解度的不同來(lái)去除雜質(zhì)。在沸水浴的條件下，DNA遇__________會(huì)變成藍(lán)色。
(3)一滴血、精液或是一根頭發(fā)中的DNA雖然含量很少，但仍可以進(jìn)行DNA指紋鑒定，因?yàn)樵阼b定之前可通過(guò)________獲得大量的相同DNA。從上圖可以判斷出懷疑對(duì)象中__________最可能是罪犯。
解析：(1)探針是把“核心序列”串聯(lián)起來(lái)形成的DNA單鏈，若待測(cè)個(gè)體的DNA單鏈能與探針形成雜交條帶，則說(shuō)明受害者體內(nèi)有待測(cè)個(gè)體的DNA，該方法稱為DNA分子雜交；限制酶能破壞磷酸二酯鍵，使DNA斷裂成小的片段。(2)動(dòng)物細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞壁，常用吸水漲破法破碎細(xì)胞；DNA在不同濃度的NaC1溶液中溶解度不同，可以利用此原理來(lái)去除雜質(zhì)；在沸水浴的條件下，DNA遇二苯胺會(huì)被染成藍(lán)色。(3)PCR技術(shù)是體外擴(kuò)增DNA的技術(shù)，可以獲得大量的DNA；結(jié)合圖示可知，從受害者體內(nèi)分離的精液樣品與對(duì)象1的吻合度最高，因此對(duì)象1最可能是罪犯。
答案：(1)DNA分子雜交　限制酶
(2)吸水漲破法　NaC1溶液　二苯胺
(3)PCR技術(shù)　1

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