第三章 基因工程 基础过关（解析版）练习 高中生物新人教版选择性必修3（2022年）

这是一份第三章 基因工程 基础过关（解析版）练习 高中生物新人教版选择性必修3（2022年），共13页。
第3章 基因工程
基础过关卷

一、选择题：本题包括15小题，每小题2分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是（　　）

A.DNA连接酶、限制酶、解旋酶 B.限制酶、解旋酶、DNA连接酶
C.解旋酶、限制酶、DNA连接酶 D.限制酶、DNA连接酶、解旋酶
【答案】C
【解析】解旋酶破坏氢键，限制酶破坏磷酸二酯键，DNA连接酶形成磷酸二酯键。
2.以下关于基因工程的说法，正确的是（　　）
A.限制酶可以切割DNA和RNA
B.DNA连接酶能将两碱基间通过氢键连接起来
C.载体的作用是将目的基因导入受体细胞使之稳定存在并表达
D.切割质粒的限制酶均能特异性地识别6个核苷酸序列
【答案】C
【解析】一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子，A错误；DNA连接酶作用的是磷酸二酯键，B错误；载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达，C正确；大多数限制酶识别6个核苷酸序列，少数限制酶识别序列由4个、8个或其他数量的核苷酸组成，D错误。
3.实验室常用PCR技术对DNA进行体外扩增，下列相关叙述正确的是（　　）
A.90 ℃以上时DNA的磷酸二酯键断开 B.引物与模板结合后向5′方向延伸
C.反应过程包括变性→复性→延伸 D.需要解旋酶和耐高温的DNA聚合酶
【答案】C
【解析】90 ℃以上时是DNA的氢键断开，A错误；引物与模板结合后向3′方向延伸，B错误；反应过程包括变性→复性→延伸，C正确；PCR技术通过高温解旋，不需要解旋酶，D错误。
4.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、ApaⅠ为四种限制性内切核酸酶。下列说法错误的是（　　）

A.卡那霉素抗性基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来
B.表达载体构建时需要用到限制酶SmaⅠ
C.图示过程是基因工程的核心步骤
D.除图示组成外，表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构
【答案】B
【解析】卡那霉素抗性基因是标记基因，目的是便于鉴定和筛选含有目的基因的细胞，A正确；构建表达载体过程中需要将目的基因完整切割下来，此时要用到限制酶PstⅠ、EcoRⅠ，B错误；图示过程为基因表达载体的构建过程，是基因工程中的核心步骤，C正确；基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等，D正确。
5.在构建基因表达载体时，需要选择合适的限制酶去切割载体和目的基因所在的DNA分子。下列相关叙述错误的是（　　）
A.可以选择同一种限制酶分别切割载体和目的基因所在的DNA分子
B.可以选择能产生相同末端的两种限制酶分别切割载体和目的基因所在的DNA分子
C.可以选择一种限制酶去切割载体，另一种限制酶（产生的黏性末端与前一种不同）去切割目的基因所在的DNA分子
D.构建基因表达载体时，除了要用到限制性内切核酸酶之外，还要用到DNA连接酶
【答案】C
【解析】选择一种限制酶去切割载体，另一种限制酶（产生的黏性末端与前一种不同）去切割目的基因所在的DNA分子，将会导致目的基因两侧的黏性末端与载体切口处的两个黏性末端不能互补，因而无法连接形成重组载体。
6.下列关于农杆菌转化法的叙述，错误的是（　　）
A.农杆菌是一种生活在土壤中的微生物，能在自然情况下侵染双子叶植物和裸子植物
B.可以将新鲜的从叶片上取下的圆形小片与农杆菌共同培养，然后筛选转化细胞，并再生成植株
C.可以将花序直接浸没在含有农杆菌的溶液中一段时间，然后培养植物并获得种子，再进行筛选鉴定
D.由于农杆菌自然状态下对大多数单子叶植物没有侵染能力，所以不可能利用农杆菌转化法转化玉米、水稻等单子叶植物细胞
【答案】D
【解析】解析　随着转化方法的突破，用农杆菌侵染水稻、玉米等多种单子叶植物也取得了成功，D错误。
7.目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定关键步骤的是（　　）
A.检测受体细胞是否有目的基因 B.检测受体细胞是否有致病基因
C.检测目的基因是否转录mRNA D.检测目的基因是否翻译蛋白质
【答案】D
【解析】检测受体细胞中是否有目的基因是鉴定和检测的第一步，但即便受体细胞中存在目的基因，不能说明目的基因一定会稳定遗传并表达，A错误；目的基因不一定是致病基因，B错误；检测目的基因是否转录mRNA，但能否翻译成相应的所需蛋白质却不一定，所以该步不是最关键的步骤，C错误；检测目的基因是否翻译蛋白质是检测目的基因是否表达的最后步骤，如果存在该蛋白质，说明目的基因能在受体细胞内稳定存在并能表达，D正确。　
8.用PCR方法检测转基因植株是否成功导入目的基因时，得到以下电泳图谱，其中1号为DNA标准样液（Marker），10号为蒸馏水。PCR时加入的模板DNA如图所示。据此做出分析不合理的是（　　）

A.PCR产物的分子大小在250至500 bp之间
B.3号样品为不含目的基因的载体DNA
C.9号样品对应植株不是所需的转基因植株
D.10号的电泳结果能确定反应体系等对实验结果没有干扰
【答案】B
【解析】PCR过程中，可以通过设计特定的引物来扩增特定的DNA片段。4～9号是转基因植株，理论上应包含目的基因，结合2号野生型和10号蒸馏水组的结果，推测包含目的基因的片段大小应为250～500 bp，A正确；3号PCR结果包含250～500 bp片段，应包含目的基因，B错误；9号PCR结果不包含250～500 bp片段，所以不是所需转基因植株，C正确；10号放入蒸馏水，可排除反应体系等对结果的干扰，由图可知，10号的电泳结果能确定反应体系等对实验结果没有干扰，D正确。　
9.常用DNA进行亲子鉴定。其原理是从被测试者的血液或口腔上皮细胞中提取DNA，用限制性内切核酸酶将DNA样本切成特定的小片段，放进凝胶内，用电泳推动DNA小片段分离，再使用特别的DNA探针去寻找特定的目的基因。DNA探针与相应的基因凝聚在一起，然后，利用特别的染料在X光下，便会显示由DNA探针凝聚在一起的黑色条码。被测试者这种肉眼可见的条码很特别，一半与母亲的吻合，一半与父亲的吻合。反复几次该过程，每一种探针用于寻找DNA的不同部位形成独特的条码，用几组不同的探针，可得到超过99.9%的父系分辨率。请问，DNA探针是指（　　）
A.某一个完整的目的基因
B.目的基因片段的特定DNA
C.与目的基因相同的特定双链DNA
D.与目的基因互补的特定单链DNA
【答案】D
【解析】根据题干信息“用限制性内切核酸酶将DNA样本切成特定的小片段，放进凝胶内，用电泳推动DNA小片段分离，再使用特别的DNA探针去寻找特定的目的基因”可知，DNA探针不是一个完整的目的基因，A错误；DNA探针不是目的基因片段的特定DNA，B错误；“每一种探针用于寻找DNA的不同部位形成独特的条码”，指的是根据碱基互补配对原则形成的杂交带，所以DNA探针是与目的基因互补的特定单链DNA，C错误，D正确。
10.在天花病毒的第四代疫苗研究中，可利用天花病毒蛋白的亚单位（在感染和致病过程中起重要作用的成分）制作疫苗。注射该疫苗可诱导机体产生识别天花病毒的抗体。下列分析错误的是（　　）
A.可通过基因工程途径生产这种疫苗
B.天花病毒蛋白的亚单位是该病毒的遗传物质
C.该方法制备的疫苗不会在机体内增殖
D.天花病毒蛋白的亚单位是疫苗中的抗原物质
【答案】B
【解析】题述疫苗是利用天花病毒蛋白的亚单位制作的，而利用基因工程可生产已存在的蛋白质或多肽，故可通过基因工程途径生产这种疫苗，A正确；天花病毒的遗传物质是核酸，B错误；该方法制备的疫苗的本质是蛋白质的亚单位，不会在机体中增殖，C正确；题干信息显示，天花病毒蛋白的亚单位是在感染和致病过程中起重要作用的成分，而抗原是能够刺激机体产生（特异性）免疫应答的物质，因此天花病毒蛋白的亚单位是疫苗中的抗原物质，D正确。
11.草甘膦是一种广泛应用的除草剂，能不加选择地杀死各种杂草和农作物，将抗草甘膦基因转入油菜中，使油菜能抗草甘膦。在转基因油菜种植多年后，调查发现在公路边的野生油菜有80%含有抗草甘膦基因。下列叙述正确的是（　　）
A.80%的野生油菜体内出现抗草甘膦基因是人工选择的结果
B.含抗草甘膦基因的野生油菜是经自然选择进化出的新物种
C.野生油菜体内的抗草甘膦基因主要源自转基因油菜的花粉
D.大量使用单一除草剂可以减轻环境污染，提高农作物产量
【答案】C
【解析】转基因油菜与野生油菜杂交，会将抗草甘膦基因传递给野生油菜所产生的后代，从而使野生油菜也获得抗草甘膦的性状，A错误；含抗草甘膦基因的野生油菜并不是新物种，因为它仍可以与油菜杂交，产生后代，没有出现生殖隔离，B错误；转基因油菜与野生油菜杂交（在转基因油菜作为父本，提供花粉的情况下），会将抗草甘膦基因传递给野生油菜所产生的后代，C正确；大量使用单一除草剂会加重环境污染，D错误。
12.科学家将β­干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高β­干扰素的抗病性活性，并且提高了储存稳定性，该生物技术为（　　）
A.基因工程 B.蛋白质工程
C.基因突变 D.细胞工程
【答案】B
【解析】基因工程是将符合人们要求的目的基因导入适宜的生物体内，使其高效表达，从中提取人们所需的蛋白质，或表现出某种性状，得到的蛋白质产品仍然是天然存在的蛋白质，A与题意不相符；蛋白质工程是对控制蛋白质合成的基因进行改造，从而实现对相应蛋白质的改变，所得到的蛋白质已不是天然存在的蛋白质。B与题意相符；基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变，C与题意不相符；细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程，D不符合题意。　
13.下列关于基因工程与蛋白质工程的叙述，错误的是（　　）
A.通过基因工程育种可以定向改变生物的性状
B.常用PCR等技术检测目的基因是否插入受体细胞的DNA分子中
C.蛋白质工程通过直接改造蛋白质的结构来创造新的蛋白质
D.蛋白质工程中，蛋白质的合成仍然遵循中心法则
【答案】C
【解析】基因工程育种可以定向地改变生物的性状，A正确；常用PCR等技术检测目的基因是否成功地插入受体细胞的DNA分子中，B正确；蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程，是在分子水平上对基因分子直接进行操作，C错误；蛋白质工程中，蛋白质的合成仍然是通过转录和翻译完成的，所以蛋白质的合成仍遵循中心法则，D正确。　
14.T4溶菌酶在高温时易失去活性。研究人员对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成一个二硫键，提高了酶的耐热性。下列相关叙述正确的是（　　）
A.T4溶菌酶耐热性提高的原因是组成该酶的氨基酸种类和数量发生了改变
B.T4溶菌酶的改造属于蛋白质工程，自然界中的酶都可通过蛋白质工程进行改造
C.蛋白质工程与中心法则的流动方向一致，即DNA→mRNA→蛋白质
D.若高温使蛋白质分子的空间结构发生改变，蛋白质的功能也会受到影响
【答案】D
【解析】由题意可知，T4溶菌酶耐热性提高的原因是组成该酶的氨基酸种类及空间结构均发生了改变，但是氨基酸的数量没有改变，A错误；T4溶菌酶的改造属于蛋白质工程，酶大多是蛋白质，少数是RNA，蛋白质工程只能用于改造蛋白质类，B错误；蛋白质工程与中心法则的流动方向相反，C错误；若高温使蛋白质分子的空间结构发生改变，蛋白质的功能也会受到影响，D正确。　
15.利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂的流程如下图所示，有关叙述正确的是（　　）

A.过程①需使用反转录酶
B.过程②利用PCR扩增CarE基因需使用解旋酶和耐高温的DNA聚合酶
C.过程③可用NaCl溶液处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞
D.过程④可利用抗原—抗体杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞
【答案】A
【解析】过程①表示反转录，需要反转录酶的催化，A正确；过程②表示目的基因的获取，在利用PCR技术对获取的目的基因进行扩增的过程中，不需要使用解旋酶，解旋是通过高温解链实现的，B错误；过程③表示将目的基因导入受体细胞，若受体细胞为大肠杆菌细胞，则需要用CaCl2溶液处理，使之成为感受态细胞，C错误；过程④可利用DNA分子杂交技术，鉴定目的基因是否已导入受体细胞，D错误。
二、选择题：本题包括5小题，每小题3分，共15分，每小题有一个或多个选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。
16.下图是“DNA粗提取与鉴定”实验中的两个操作步骤示意图，下列有关叙述错误的是（　　）

A.图1中的丝状物只含DNA
B.图1所示操作的原理是DNA能溶于酒精，而蛋白质等杂质不溶
C.图2所示实验操作完成后，最好待试管溶液冷却后观察颜色变化
D.图2中的溶液b能够溶解DNA
【答案】AB
【解析】图1中丝状物的主要成分是DNA，A错误；提取含杂质较少的DNA利用的原理是DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中某些蛋白质、脂质等物质可以溶于酒精溶液，B错误；图2所示的步骤是DNA的鉴定，具体操作是取两支20 mL的试管，各加入氯化钠的物质的量浓度为2 mol/L的溶液5 mL，将丝状物放入其中一支试管中，用玻璃棒搅拌，使丝状物溶解。因此，图2中的溶液b可以溶解DNA，D正确；然后，向两支试管中各加入4 mL的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5 min，待试管冷却后，观察并且比较两支试管中溶液颜色的变化，C正确。　
17.下图表示形成cDNA并进行PCR扩增的过程。据图分析，下列叙述错误的是（　　）

A.①过程所需的原料是脱氧核苷酸 B.②过程所需的酶必须耐高温
C.③过程需要解旋酶破坏氢键 D.④过程的引物对之间不能互补配对
【答案】BC
【解析】①过程为逆转录，所需的原料是脱氧核苷酸，A正确；②过程由DNA单链合成DNA双链过程所需要的DNA聚合酶不需要耐高温，B错误；③过程为变性，温度上升到90 ℃以上时，双链DNA解聚为单链，不需要DNA解旋酶破坏氢键，C错误；④过程为复性，温度降到50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条DNA单链结合，但引物对之间不能互补配对，D正确。
18.动物基因工程前景广阔，最令人兴奋的是利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器，以生产所需要的药品，如转基因动物生产人的生长激素。科学家培养转基因动物成为乳腺生物反应器时（　　）
A.利用了基因工程技术
B.不需要乳腺蛋白基因的启动子
C.利用农杆菌转化法将人的生长激素基因导入受精卵中
D.需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”
【答案】AD
【解析】科学家培养转基因动物时利用了基因工程技术，A正确；构建重组质粒需要将人的生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控元件重组在一起，B错误；将重组质粒导入动物受精卵，常通过显微注射法导入哺乳动物的受精卵中，然后将受精卵送入母体内使其生长发育成转基因动物，C错误；由于转入的目的基因在乳腺中可以高效表达，利用乳腺可以分泌蛋白的特性（人的生长激素属于分泌蛋白），所以在进入泌乳期能大量产生人的生长激素，D正确。　
19.PCR在生物学实验中具有非常广泛的用途，下列不属于PCR的应用范畴的是（　　）
A.扩增和筛选目的基因 B.检测目的基因是否导入受体细胞
C.检测目的基因是否转录出mRNA D.检测目的基因是否翻译出蛋白质
【答案】D
【解析】检测目的基因是否翻译出蛋白质，常使用抗原—抗体杂交的方法，D错误。
20.蛋白质工程就是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究，获得有关蛋白质理化特性和分子特性的信息，在此基础上对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造，通过基因工程技术获得可以表达蛋白质的转基因生物，中华鲟是一种濒危野生动物。研究者试图通过蛋白质工程改造中华鲟体内的某些蛋白质，使其更加适应现在的水域环境。下列有关说法错误的是（　　）
A.蛋白质工程可定向改变蛋白质分子的结构
B.改造蛋白质可通过改变基因结构实现
C.改造后的中华鲟和现有中华鲟不再是同一物种
D.改造后的中华鲟的后代不具有改造的蛋白质
【答案】CD
【解析】蛋白质工程可以通过改造基因来定向改变蛋白质分子的结构，A、B正确；改造后的中华鲟具有新的性状，但其和现有中华鲟仍是同一物种，C错误；蛋白质工程改造的是基因，可以遗传给子代，因此改造后的中华鲟的后代也具有改造的蛋白质，D错误。
三、非选择题：本题包括5小题，共55分。
21.图1表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4种限制性核酸内切酶切割的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。请回答下列问题：

图1

图2
（1）若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段，其产物长度为_________________________________。
（2）若图1中虚线方框内的碱基对被T－A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从隐性纯合子分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，产物中共有________种不同DNA片段。为了提高实验成功率，需要通过________技术扩增目的基因，以获得目的基因的大量拷贝，该技术原理为_________________________________________________________________。
（3）若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是________。在导入重组质粒后，为了筛选出含质粒的大肠杆菌，一般需要用添加________的培养基进行培养，想进一步筛选出含重组质粒的受体细胞，还需要接种到含________的培养基中培养。
（4）假设用BamHⅠ切割DNA获取目的基因，用MboⅠ切割质粒，然后形成重组质粒，若将插入在抗生素B抗性基因处的目的基因重新切割下来，能否再次用BamHⅠ________（填“可以”、“不可以”或“不一定”），原因是_______________________________________________________________。
【答案】（1）537 bp、790 bp、661 bp　（2）2　PCR　DNA半保留复制　（3）BamH Ⅰ　抗生素B　抗生素A　（4）不一定　因为目的基因和抗生素B抗性基因拼接处不一定出现GGATCC
【解析】（1）SmaⅠ的识别序列和酶切位点是CCC↓GGG，可知其切割产生的末端是平末端，产物长度是534＋3＝537 bp、796－3－3＝790 bp、658＋3＝661 bp。
（2）基因D会被SmaⅠ切割形成三个片段（长度分别为537 bp、790 bp、661 bp）；若图1中虚线方框内的碱基对被T－A碱基对替换，则基因D就突变为基因d，且基因d只有一个SmaⅠ的酶切位点，因而基因d会被SmaⅠ切割形成两个片段（长度分别为1 327 bp、661 bp）。为了提高实验成功率，可以通过PCR技术大量扩增目的基因，以获得目的基因的大量拷贝，该技术模拟了体内DNA复制的过程，原理为DNA半保留复制。
（3）由图可知，目的基因D两侧都是限制酶BamH Ⅰ的识别序列，因此应选用限制酶BamH Ⅰ切割图1中含有目的基因D的外源DNA分子和图2中的质粒。用BamH Ⅰ切割质粒后会破坏抗生素A抗性基因，但不会破坏抗生素B抗性基因，因此一般需要用添加抗生素B的培养基进行培养；若想进一步筛选出含重组质粒的受体细胞，还需要接种到含抗生素A的培养基中培养筛选出含有重组质粒的大肠杆菌。
（4）假设用Bam HⅠ切割DNA获取目的基因，用MboⅠ切割质粒，然后形成重组质粒，若将插入在抗生素B抗性基因处的目的基因重新切割下来，再次用BamHⅠ不一定能将其切割，因为目的基因和抗生素B抗性基因的黏性末端随意连接，拼接处不一定出现GGATCC。
22.如图表示利用基因工程制备抗体的基本途径，据图回答下列问题：

（1）上图中的细胞①是________，过程②是________过程。
（2）抗体基因可以通过PCR技术扩增获得。首先从基因组数据库中查询需合成的抗体基因mRNA的核苷酸序列，以便根据这一序列设计合成________________，并以上图中的________________为模板直接进行PCR扩增。若下图为第一轮循环产生的产物，请绘出以a链和b链为模板经PCR扩增的产物________________。（要求：在产物中标出a、b链和引物的种类）

（3）图中将目的基因导入大肠杆菌的过程中，________________（填“要”或“不需要”）利用Ca2＋处理大肠杆菌制备感受态细胞，原因是_________________________________________。
（4）为检测目的基因在大肠杆菌中是否翻译，可从大肠杆菌中提取________，进行________杂交实验。
【答案】（1）浆细胞　逆转录　（2）引物　cDNA

（3）不需要　噬菌体可以侵染大肠杆菌，将重组DNA分子注入大肠杆菌　（4）抗体　抗原—抗体
【解析】（1）通过分析可知，图中的细胞①是浆细胞，过程②是逆转录过程。
（2）从基因组数据库中查询抗体基因mRNA的核苷酸序列，以便根据这一序列设计合成引物，用于PCR扩增。并以题图中的cDNA为模板直接进行PCR扩增。图中为第1轮循环产生的产物，则以a链和b链为模板经PCR扩增的产物如图：

（3）不需要利用Ca2＋处理大肠杆菌制备感受态细胞，原因是噬菌体可以侵染大肠杆菌，将重组DNA分子注入大肠杆菌。
（4）检测目的基因在大肠杆菌中是否翻译成功，可从大肠杆菌中提取抗体，进行抗原—抗体杂交实验。
23.科学家通过基因工程，将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入到普通棉株细胞内，并成功实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。其过程大致如图所示：

（1）从苏云金芽孢杆菌中获取Bt毒蛋白基因，需要用到的工具是________，可采用________技术对Bt毒蛋白基因进行大量扩增。
（2）基因表达载体的组成有Bt毒蛋白基因、启动子、终止子以及________等，启动子是________识别和结合的部位。
（3）用Ti质粒作为载体，是因为Ti质粒上有________，它能将Bt毒蛋白基因整合到棉花细胞的________上。
（4）将Bt毒蛋白基因导入棉花细胞内采用的方法是________。将基因表达载体转入农杆菌，首先必须用________处理农杆菌。
（5）检测Bt毒蛋白基因在抗虫棉中是否成功表达，在分子水平上的检测方法是________________；要确定抗虫棉是否具有抗虫特性，还需要进行________水平的鉴定。
【答案】（1）限制酶　PCR　（2）标记基因　RNA聚合酶
（3）T­DNA　染色体DNA　（4）农杆菌转化法　Ca2＋　（5）抗原—抗体杂交　个体生物学
【解析】（1）获取Bt毒蛋白基因，需要用到限制酶，可采用PCR技术对Bt毒蛋白基因进行大量扩增。
（2）一个基因表达载体的组成必须有启动子、终止子、目的基因、标记基因；启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。
（3）Ti质粒上有T­DNA，可用Ti质粒作为载体，它能将Bt毒蛋白基因整合到棉花细胞的染色体上。
（4）将Bt毒蛋白基因导入棉花细胞内常采用农杆菌转化法。将基因表达载体转入农杆菌，首先必须用Ca2＋处理农杆菌，使农杆菌处于感受态。
（5）检测Bt毒蛋白基因在抗虫棉中是否成功表达，在分子水平上的检测方法是抗原—抗体杂交；要确定抗虫棉是否具有抗虫特性，还需要进行个体生物学水平的鉴定。
24.“基因剪刀手”杨璐菡扫除了猪器官用于人体移植的最大障碍，其研究成果使得美国《科学》杂志打破惯例提前发表科研成果，该技术将为全球上百万病人带来希望。从2014年起，杨璐菡作为异种器官移植课题带头人，带领10个人的科研团队利用新发明的“基因剪刀”技术，敲除猪基因组中可能的致病基因。“基因敲除”技术的主要过程示意图如下：

请根据题述内容回答下列问题：
（1）“基因敲除”技术的原理是________，将neoR基因插入到靶基因过程中使用的工具酶是________和________。
（2）将突变基因DNA导入胚胎干细胞之前要____________________，该操作的目的是___________，该步骤中常用不同的限制酶进行切割，这样做的优点在于可以防止_____________________。
（3）要获得一只含失活靶基因的小鼠，则选择的受体细胞应是________，图中的neoR基因的作用是__________________________________________________。
（4）用于器官移植的猪最终需要完成基因改造及PERV（猪内源性逆转录病毒）的删除等工作，改造过的猪胚胎可植入母猪体内，胚胎在母猪体内存活的原因是_____________________________。
【答案】（1）基因重组　限制酶　DNA连接酶　（2）构建基因表达载体　使目的基因在受体细胞中稳定存在并发挥作用　质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化　（3）受精卵　获得失活的靶基因　（4）受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应
【解析】（1）由图可知，“基因敲除”技术的实质就是使靶基因失活，方法是靶基因和neoR基因的拼接，所以原理是基因重组，基因拼接技术使用的工具酶是限制酶和DNA连接酶。
（2）依据基因工程的操作程序，将突变基因DNA导入胚胎干细胞之前要进行基因表达载体的构建，从而有利于目的基因在受体细胞中稳定存在并发挥作用。用同一种限制酶剪切DNA片段，片段两端黏性末端相同，这样会导致被剪切片段自身环化。
（3）培育转基因动物，由于体细胞体外培养不能发育成个体，受体细胞一般用受精卵，neoR基因的作用是使靶基因失活。
（4）胚胎工程中外来胚胎可以在受体子宫存活的基础是子宫不对外来胚胎产生免疫排斥反应，这也是改造过的猪胚胎可植入母猪体内存活的原因。
25.干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在－70 ℃下保存半年，给广大患者带来福音。
（1）蛋白质的合成是受基因控制的，因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键，依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产“可以保存的干扰素”（请填写）。
预期蛋白质的功能→设计____________→推测____________→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得____________。
（2）基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产____________的蛋白质，不一定符合人类生产和生活的需要。而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过________或________，对现有蛋白质进行________，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。
（3）蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的________结构。
（4）对天然蛋白质进行改造，应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？____________________。原因是_______________________________________。
【答案】（1）预期的蛋白质结构　应有的氨基酸序列　所需要的蛋白质　（2）自然界已存在　基因改造　基因合成　改造　（3）空间（或高级）　（4）对基因的操作　基因控制蛋白质的合成，并且基因能遗传给下一代
【解析】（1）蛋白质工程的基本思路是：预期蛋白质的功能→设计预期蛋白质的结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。
（2）基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产自然界中存在的蛋白质，不一定符合人类生产生活需要。而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因的改造或合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。
（3）蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的空间结构。（4）对天然蛋白质进行改造，应该通过对基因的操作来实现，原因是基因控制蛋白质的合成，并且基因能遗传给下一代。