已知镰刀型细胞贫血症是常染色体上隐性基因控制的遗传遗传病，某实验室欲用基因治疗法治疗，请据图回答下列相关问题：
（1）镰刀型细胞贫血症致病的直接原因是____________根本原因是 。
（2）物质A是合成 的正常基因，物质B是 。
（3）请简述体外基因治疗过程的操作过程：
① ；
② ；
③病毒将正常基因插入到 ；
④经过改造的造血干细胞输回到患者骨髓中并产生正常的血细胞。
（4）体外基因治疗目前没有应用到临床，但体外基因治疗始终让人们充满希望，因为其特点是 。
下面是2006年诺贝尔生理学或医学奖获得者安德鲁·法尔和雷格·梅洛所做的一个经典实验：给实验鼠尾部的血管注入旨在“沉默”“凋亡相关蛋白质(FAS)基因”的干扰RNA，发现肝细胞FAS的产量变成原来的十分之一。随后，科学给实验鼠注入大量FAS抗体，激活细胞自杀程序，模拟实验鼠患有严重肝炎的情形。结果，未接受RNA干扰治疗的实验鼠有40％在3天内死亡，而40只接受过治疗的实验鼠有33只活了下来，检查这些实验鼠的肝部，发现完全正常。请回答下列问题。
(1)RNA干扰能使相关基因“沉默”，其实质是抑制了 过程。细胞内小双链RNA同源序列经核酸酶作用降解的产物是 。
(2)RNA干扰是一种古老的细胞抗病毒反应，当细胞中出现双链RNA时，就会认为自己遭到攻击而关闭相应的基因。这一反应机制的形成是 的结果。
(3)在保护小鼠爆发性肝炎的模拟实验中，FAS起 作用。
(4)RNA干扰作为有效的疗法，关键在于靶向性传递到相应的细胞，根据所学知识，给出一种将小双链RNA传递到靶细胞的方法。 。
运用基因工程知识填空：转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有等四种限制酶切割位点。请回答：
（1）构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶，对进行切割。
（2）培养板中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体中含有，作为标记基因。
（3）香蕉组织细胞具有，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的。
在某一特定的植物基因工程中，用土壤农杆菌中的Ti质粒作为运载体。把目的基因重组入Ti质粒上的T-DNA片段中，再将重组的T-DNA插入植物细胞的染色体DNA中。
(1)科学家在进行上述基因操作时，要用同一种 分别切割质粒和目的基因，质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过 而黏合。
(2)将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞，经培养、筛选获得一株有抗除草剂特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的T-DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交F1代中，仍具有抗除草剂特性的植株占总数的 ，
(3)种植上述转基因油菜，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”。如果把目的基因导入叶绿体DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是
。
已知鸡的成熟红细胞合成β珠蛋白，胰岛细胞合成胰岛素。用编码上述两种蛋白质的基因作探针，分别对两种细胞中提取的总DNA片段进行杂交，结果显示为实验一；分别对两种细胞中提取的总RNA片段进行杂交，结果显示为实验二：
| |
实验一 细胞总DNA |
实验二 细胞总RNA |
||
| 成熟红细胞 |
胰岛细胞 |
成熟红细胞 |
胰岛细胞 |
|
| β珠蛋白基因 |
＋ |
＋ |
＋ |
一 |
| 胰岛素基因 |
＋ |
＋ |
一 |
＋ |
注：＋为阳性结果；一为阴性结果
（1）实验一结果表明： 。
实验二结果表明： 。
（2）试分析：成熟红细胞合成β珠蛋白而不合成胰岛素的原因是： 。
（3）在实验二的DNA分子探针杂交实验中碱基配对的原则是 。
（4）试判断：合成蛋白质的遗传密码是否在探针上，并说明理由：
科学家通过基因工程培育抗虫棉时，需要从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因，“放入”棉花的细胞中与棉花的DNA结合起来并发挥作用，请回答下列有关问题：
（1）从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是___ ______，此工具主要存在于___________中，其特点是_______________________。
（2）苏云金芽孢杆菌一个DNA分子上有许多基因，获得抗虫基因常采用的方法是“鸟枪法”。具体做法是：用________________酶将苏云金芽孢杆菌的____________切成许多片段，然后将这些片段_________，再通过_________转入不同的受体细胞，让它们在各个受体细胞中大量_________，从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把_____________分离出来。
（3）进行基因操作一般要经过的四个步骤是_______________、_____________、____________、_____________。
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）能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？ ，为什么？
。
（2）过程②必需的酶是 酶，过程③必需的酶是 酶。
（3）若A中共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，则③④⑤过程连续进行4次，至少需要提供胸腺嘧啶 个。
（4）在利用AB获得C的过程中，必须用 切割A和B，使它们产生 ，再加入 ，才可形成C。
（5）为使过程⑧更易进行，可用 （药剂）处理D。
蛋白质工程是指根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计、生产的过程。下面是蛋白质工程的基本途径，试回答下列有关问题：
 |
（1）图中③过程的主要依据是每种氨基酸都有其对应的 ，后者位于 分子上，其上的核苷酸序列与基因中的脱氧核苷酸之间存在着 关系。
（2）通过③过程获得的脱氧核苷酸序列不是完整的基因，要使这一序列能够表达、发挥作用，还必须在序列的上、下游加上 和 ，在这个过程中需要 酶的参与。
（3）完成④过程需要涉及 技术。
某多肽链的一段氨基酸序列是：…－甲硫氨酸－色氨酸－苯丙氨酸－色氨酸－…
（1）怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？请把相应的碱基序列写出来。
（2）确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目的基因（DNA）？
随着科学技术的发展，化学农药的产量和品种逐年增加，但害虫的抗药性也不断增强，对农作物危害仍然很严重。如近年来，棉铃虫在我国大面积暴发成灾，造成经济损失每年达100亿以上。针对这种情况，江苏农科院开展“转基因抗虫棉”的科技攻关研究，成功地将某种能产生抗虫毒蛋白细菌的抗虫基因导入棉花细胞中，得到的棉花新品种对棉铃虫的毒杀效果高达80%以上。
就以上材料，分析回答：
（1）抗虫基因之所以能接到植物体内去，原因是___________________。
（2）“转基因抗虫棉”具有抗害虫的能力，这表明棉花体内产生了抗虫的_____________物质。这个事实说明，害虫和植物共用一套_____________，蛋白质合成的方式是_____________的。
（3）“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可表示为___________________。
（4）该项科技成果在环境保护上的作用是___________________。
（5）科学家预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的植株，此现象来源于___________。
（6）基因导入工程技术已在多方面得到应用，请各举一例说明该技术的应用可能带来的正负面影响。
人类基因组计划（HGP）启动于1990年，由美.英.法.日.德和中国的科学家合作进行研究。2000年6月26日，六国科学家绘制出人类基因组框架。今年2月12日，科学家对基因的面貌又有新的发现，经过初步测定和分析，人类基因组共有32亿个碱基对，包含了大约3万到4万个蛋白编码基因，研究还表明，人类蛋白质基因有61%与果蝇同源，
43%与线虫同源，46%与酵母同源。 人类17号染色体上的全部基因几乎都可以在小鼠11号染色体上找到。根据以上材料回答以下问题：
（1）人类基因组计划需测定人类 条染色体上碱基的排列顺序，它们分别是 。
（2）人类与小鼠，果蝇等生物有共同的基因，说明这些生物在进化上具有
。
（3）你认为完成人类基因给计划有哪些意义？
1980年美国科学家应用DNA重组技术，制备出能生产
人胰岛素的基因工程菌，让其生产胰岛素，用于治疗糖尿病，
其生产过程如右图：
（1）大肠杆菌等微生物是基因工程最早的突破口和
常用的实验材料，这是因为：
①大肠杆菌结构简单，容易从体内取出和导入 ；
②大肠杆菌繁殖速度快，产量大，成本低。
（2）大肠杆菌(基因工程苗)生产人胰岛素的原理是“目的基
因”与大肠杆菌的DNA分子结合，并在大肠杆菌繁殖时随
DNA一起复制，形成的新大肠杆菌菌株，且“目的基因”在
大肠杆菌内实现了遗传信息成功的表达。请根据上述叙述回
答下列问题：
①图中的大肠杆菌b不同于大肠杆菌a的特点是b含有 ，这种变异属于可
遗传变异类型中的 。
②“目的基因”能在大肠杆菌内表达功能，说明人和大肠杆菌共用一套 ，也说明
人和大肠杆菌具有 。
③“目的基因”能在大肠杆菌内实现遗传信息成功的表达，说明大肠杆菌具有一种细胞器
是 。
（3）自然界中生物的变异是 的，而以上的基因工程技术使大肠杆菌按照人们
目的发生 的变异。
（4）有人提出“吃基因补基因”的观点，你是否赞成，试从新陈代谢角度简要说明理由。
下面是利用大肠杆菌生产人胰岛素的有关问题，请回答：
（1）利用大肠杆菌生产人胰岛素必须应用____________和___________等工程学手段。
（2）为了获得人的胰岛素基因通常采用________________________________的方法，
（3）大肠杆菌质粒经EcoRI（一种限制性核酸内切酶）切割后所形成的黏性末端之一是
，则EcoRI的识别序列和切点是___________（切点用箭头标在序列上）。
（4）要将人的胰岛素基因插入上述质粒切口形成重组质粒必须利用的工具酶是__ _。
糖尿病是一种常见病，且发病率有逐年增加的趋势，以致发达国家把它列为第三号“杀手”。
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图甲
（1）目前对糖尿病Ⅰ型的治疗，大多采用激素疗法，所用激素为_____________，由_________________细胞分泌。
（2）让一健康人和糖尿病患者于空腹时同时口服葡萄糖，服用量按每人每千克体重1克计算，随后每隔一段时间，测定各人的血糖浓度，如图甲所示，图中表示糖尿病患者的曲线是_______________________。
（3）这种治疗用的激素过去主要是从动物的内脏中提取，数量有限，20世纪70年代后，开始采用基因工程的方法生产，如图乙所示，请回答：
图乙
①指出图中2、4、6、7的名称:
2_____________，4_____________，6_____________，7_____________。
②一般获取4采用的方法是_____________。
③6的获得必须用_____________切割3和4，使它们产生相同的_____________，再加入适量的_____________酶，才可形成。
利用基因工程生产蛋白质药物，经历了三个发展阶段。第一阶段，将人的基因转入细菌细胞；第二阶段，将人的基因转入小鼠等动物的细胞。前两个阶段都是进行细胞培养，提取药物。第三阶段，将人的基因转入活的动物体，饲养这些动物，从乳汁或尿液中提取药物。
（1）将人的基因转入异种生物的细胞或个体内，能够产生药物蛋白的原理是基因能控制 。
（2）人的基因能和异种生物的基因拼接在一起，是因为它们的分子都具有双螺旋结构，都是由四种____________构成，基因中碱基配对的规律都是 __________。
（3）人的基因在异种生物细胞中表达成蛋白质时，需要经过 和翻译两个步骤。在翻译中需要的模板是 ，原料是氨基酸，直接能源是ATP，搬运工兼装配工是 ，将氨基酸的肽键连接成蛋白质的场所是________，“翻译”可理解为将由____个“字母”组成的核酸“语言”翻译成由 个“字母”组成的蛋白质“语言”，从整体来看 在翻译中充任着“译员”。
（4）利用转基因牛、羊乳汁提取药物工艺简单，甚至可直接饮用治病。如果将药物蛋白基因移到动物如牛、羊的膀胱上皮细胞中，利用转基因牛羊尿液生产提取药物比乳汁提取药物的更大优越性在于：处于不同发育时期的 动物都可生产药物。
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