2023届高考生物二轮复习通用版47基因工程作业含答案

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专题47 基因工程
一、单选题
1．（2022高二下·阜宁期中）下列有关基因工程叙述，正确的是（　　）
A．切割质粒的限制酶均特异性的识别6个脱氧核苷酸序列
B．PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应
C．载体质粒通常采用抗生素合成基因作为标记基因
D．抗虫基因即使成功的插入到植物细胞染色体DNA上也未必能正常表达
【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具（详细）；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、大多数限制性核酸内切酶识别6个核苷酸序列，少数限制酶识别序列由4、5或8个核苷酸组成，A错误；
B、PCR反应中温度的周期性改变是为了变性、复性、延伸，B错误；
C、载体质粒通常采用抗生素抗性基因作为筛选标记基因，C错误；
D、抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达，因此还需要进行目的基因的检测和鉴定，D正确。
故答案为：D。

【分析】1、基因工程的基本工具
（1）“分子手术刀”-限制性核酸内切酶（限制酶）① 主要是从原核生物中分离纯化出来的。
②功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。
③结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
（2）“分子缝合针”-DNA连接酶①两种DNA连接酶（E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较：a、相同点：都缝合磷酸二酯键。b、区别：E.coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体，可用于连接粘性末端和平末端，但连接效率较低。②与DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
（3）“分子运输车”-载体①载体具备的条件：a、能在受体细胞中复制并稳定保存。b、具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。c、具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。②最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分。③其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒。
2、基因工程技术的基本步骤︰
（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取（基因组文库包含某种生物所有的基因，部分基因文库包含某种生物的部分基因，如：CDNA文库）、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建：①过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；b、终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。①将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；③将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法（Ca2+处理法）。
（4）目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
2．（2022高二下·阜宁期中）限制酶HindⅢ和XhoⅠ的识别序列及切割位点分别为A↓AGCTT和C↓TCGAG。下列有关叙述正确的是（　　）
A．两种限制酶的作用都是使识别序列中的氢键断裂
B．两种限制酶切割形成的黏性末端都是—AGCT
C．用HindⅢ切割目的基因和用XhoⅠ切割质粒后，可形成重组质粒
D．操作中可通过控制反应时间、酶的浓度等控制酶切效果
【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】A、限制酶的作用是识别特点的核苷酸序列并切割磷酸二酯键，A错误；
B、两种限制酶识别和切割的序列分别为A↓AGCTT和C↓TCGAG，则两者切割后形成的黏性末端分别是-AGCT、-TCGA，B错误；
C、两种限制酶切割形成的黏性末端不同，无法形成重组质粒，C错误；
D、酶切结果受环境因素影响，操作中可通过控制反应时间、酶的浓度等控制酶切效果，D正确。
故答案为：D。

【分析】限制性核酸内切酶（限制酶）
① 主要是从原核生物中分离纯化出来的。
②功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。
③结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
3．（2022高二下·广州期中）下列关于基因工程的叙述，正确的是（　　）
A．抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株，其DNA检测均含目的基因，抗性鉴定为抗除草剂和不抗除草剂。表明一定是前者表达了抗性蛋白而后者目的基因没有表达
B．基因工程常用的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶，其中的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸序列
C．质粒可以作为基因的载体使用，通常采用抗生素合成基因作为标记基因
D．目的基因在供体细胞与受体细胞中的表达产物可能不同
【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具（详细）；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株，但不抗除草剂，也可能是翻译后的肽链未能正确折叠形成特定的空间结构，A错误；
B、限制性核酸内切酶通常能特异性地识别4个或6个核苷酸序列，B错误；
C、质粒中的抗生素合抗性基因通常作为标记基因，C错误；
D、原核细胞中表达的真核细胞基因，由于原核细胞没有内质网、高尔基体等细胞器，表达产物与真核细胞中可能不同，D正确。
故答案为：D。

【分析】1、基因工程技术的基本步骤︰（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建︰是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段，其为RNA聚合酶识别和结合的位点。( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
2、基因工程的基本工具
“分子手术刀”-限制性核酸内切酶（限制酶） （1） 主要是从原核生物中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
“分子缝合针”-DNA连接酶：（1）两种DNA连接酶（E.coliDNA连接酶和TDNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。②区别：E.coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而TDNA连接酶来源于T噬菌体，可用于连接粘性末端和平末端，但连接效率较低。
（2）与DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
“分子运输车”-载体： （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
（2）最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。（3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒。

4．（2022高二下·洛阳期中）甲、乙两图表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法，以下说法错误的是（　　）

A．甲方法可建立该细菌的基因组文库
B．乙方法可建立该细菌的cDNA文库
C．甲方法需要限制酶，乙方法需要逆转录酶
D．甲、乙两方法分别要以脱氧核苷酸、核糖核苷酸为原料
【答案】D
【知识点】基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、甲图获取的是该细菌的全部DNA分子，因此用限制酶切割后可用于构建基因组文库，A正确；
B、乙图表示通过反转录法得到DNA分子，只包含该生物的部分基因，因此可用于构建cDNA文库，B正确；
C、结合分析可知，甲需要将DNA进行切割，故需要限制酶，乙是由RNA→DNA，是逆转录过程，需要逆转录酶，C正确；
D、甲图中是利用限制酶切割得到的目的基因，故不需要脱氧核苷酸原料，D错误。
故答案为：D。

【分析】基因工程技术的基本步骤︰
（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取（基因组文库包含某种生物所有的基因，部分基因文库包含某种生物的部分基因，如：CDNA文库）、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建：①过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；b、终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。①将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；③将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法（Ca2+处理法）。
（4）目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
5．（2022高二下·洛阳期中）下列关于基因工程过程和应用的叙述，不正确的是（　　）
A．限制酶具有特异性，主要从原核细胞中分离纯化而来
B．不同的限制酶切割形成的黏性末端有可能相同
C．大多数限制酶的识别序列由8个核苷酸组成
D．将目的基因与运载体结合时，应该将目的基因插入到启动子和终止子之间
【答案】C
【知识点】基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】A、限制酶的化学本质是蛋白质，是一类酶，具有特异性，主要从原核生物中分离纯化出来，A正确；
B、限制酶甲识别GAATTC碱基序列，并在GA之间切割，限制酶乙识别CAATTG碱基序列，在C与A之间切割，形成的黏性末端是相同的，B正确；
C、多数限制酶识别的核苷酸序列是由6个核苷酸组成，C错误；
D、只有将目的基因插入启动子和终止子之间，目的基因才能表达，D正确。
故答案为：C。

【分析】1、基因工程技术的基本步骤︰
（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取（基因组文库包含某种生物所有的基因，部分基因文库包含某种生物的部分基因，如：CDNA文库）、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建：①过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；b、终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。①将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；③将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法（Ca2+处理法）。
（4）目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
2、基因工程的基本工具
（1）“分子手术刀”-限制性核酸内切酶（限制酶）① 主要是从原核生物中分离纯化出来的。
②功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列（一般为6个核苷酸组成），并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。
③结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
（2）“分子缝合针”-DNA连接酶①两种DNA连接酶（E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较：a、相同点：都缝合磷酸二酯键。b、区别：E.coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体，可用于连接粘性末端和平末端，但连接效率较低。②与DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
（3）“分子运输车”-载体①载体具备的条件：a、能在受体细胞中复制并稳定保存。b、具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。c、具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。②最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分。③其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒。
3、基因工程的应用：（1）植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
（2）动物基因工程方面，将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物（哺乳动物才会泌乳）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。该转基因动物进入泌乳期后，通过分泌的乳汁获得所需药品，称之为乳腺生物反应器。
（3）医药卫生方面，基因治疗是治疗遗传病最有效的手段。基因工程药物（从化学成分上分析都应该是蛋白质）：① 转基因工程菌。工程菌-用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌株类细胞系。②成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、生长激素、干扰素等。
6．（2022高二下·衡水期中）下列关于蛋白质工程的说法，正确的是 （　　）
A．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作
B．蛋白质工程能生产出自然界中不存在的新型蛋白质分子
C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应mRNA来实现的
D．蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的
【答案】B
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。由概念可知：蛋白质工程是在分子水平上对现有蛋白质的基因分子进行操作，A错误；由概念可知：蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子，B正确；对蛋白质的改造是通过直接改造现有蛋白质的基因来实现的，C错误；蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是不完全相同的，D错误。
【分析】蛋白质工程的实质是：改造基因。蛋白质工程的过程：根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列；进行基因修饰或基因合成；最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成问题。因此，蛋白质工程生产合成的蛋白质是自然界中不存在的新型蛋白质分子。
7．（2022高二下·洛阳期中）下列有关蛋白质工程的说法错误的是（　　）
A．蛋白质工程成功的例子不多，主要是因为蛋白质种类太少，原料不足
B．蛋白质工程可通过基因修饰或基因合成对现有蛋白质进行改造
C．用蛋白质工程方法制成的电子元件具有体积小、耗电少和效率高的特点
D．蛋白质工程技术操作过程中需要用到反转录酶
【答案】A
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】A、蛋白质工程成功的例子不多，主要是因为对大多数蛋白质的高级结构了解还不是很够，A错误；
B、通过基因修饰或基因合成对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质的技术属于蛋白质工程，B正确；
C、用蛋白质工程方法制成的电子元件具有体积小，耗电少和效率高的特点，C正确；
D、根据蛋白质工程的途径所知，在基因水平的操作存在RNA到DNA的逆转录过程，则需要反转录酶，D正确。
故答案为：A。

【分析】蛋白质工程的实质是：改造基因。蛋白质工程的过程：根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列；进行基因修饰或基因合成；最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成问题。因此，蛋白质工程生产合成的蛋白质是自然界中不存在的新型蛋白质分子
8．（2022高二下·洛阳期中）下列关于几种酶作用的叙述，不正确的是（　　）
A．E·coli DNA连接酶既可以连接平末端，又可以连接黏性末端
B．RNA聚合酶能与基因的特定区段结合，催化遗传信息的转录
C．DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接
D．DNA聚合酶能把单个脱氧核苷酸分子连接成一条脱氧核苷酸链
【答案】A
【知识点】遗传信息的转录；基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】A、E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端，A错误；
B、RNA聚合酶能与基因的特定位点（启动子）结合，催化遗传信息的转录，形成RNA，B正确；
C、DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接，形成磷酸二酯键，C正确；
D、DNA聚合酶主要是连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，把单个脱氧核苷酸分子连接成一条脱氧核苷酸链，D正确。
故答案为：A。

【分析】几种相关酶的比较：
名称
作用部位
作用结果
限制酶
磷酸二酯键
将DNA切成两个片段
DNA连接酶
磷酸二酯键
将两个DNA片段连接为一个DNA分子
DNA聚合酶
磷酸二酯键
将两个脱氧核苷酸依次连接到单链末端
DNA（水解）酶
磷酸二酯键
将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸
解旋酶
碱基对之间的氢键
将双链DNA分子局部解旋为单链，形成两条长链
9．（2022高二下·洛阳期中）chlL基因是蓝细菌拟核DNA上控制叶绿素合成的基因。为研究该基因对叶绿素合成的控制，需要构建该种生物缺失chlL基因的变异株细胞，技术路线如图听示：下列对此描述正确的是（　　）

A．chlL基因与高等植物细胞中控制叶绿素合成的基因结构完全相同
B．①②过程都要使用限制性核酸内切酶和DNA聚合酶
C．图中①②过程均涉及了基因重组
D．若操作成功，可用不含红霉素的培养基筛选出该变异株细胞
【答案】C
【知识点】基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、chlL基因与高等植物细胞中控制叶绿素合成的基因结构不完全相同，chlL基因不含有内含子，A错误；
B、①②过程都要使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶，B错误；
C、图中①②过程分别将ch1L基因与质粒重组、红霉素抗性基因与质粒重组，均涉及了基因重组，C正确；
D、因为重组质粒中含有抗红霉素基因，若操作成功，可用含红霉素的培养基筛选出该变异株，D错误 。
故答案为：C。

【分析】基因工程技术的基本步骤︰
（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取（基因组文库包含某种生物所有的基因，部分基因文库包含某种生物的部分基因，如：CDNA文库）、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建：①过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；b、终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。①将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；③将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法（Ca2+处理法）。
（4）目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
10．（2022高二下·洛阳期中）20世纪70年代，在生物化学、分子生物学和微生物等学科的基础上发展起来一种新的生物技术—基因工程。下列对基因工程的理解，最准确的是（　　）
A．定向提取生物体的DNA分子 B．定向地改造生物的遗传性状
C．在生物体外对DNA分子进行改造 D．定向地对DNA分子进行人工剪切
【答案】B
【知识点】基因工程的原理
【解析】【解答】A、定向提取生物体的DNA，即对目的基因的提取，这是基因工程的操作步骤，A不符合题意；
B、基因工程的最终目的是定向地改造生物的遗传性状，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，B符合题意；
C、在生物体外对DNA分子进行改造属于蛋白质工程，C不符合题意；
D、定向地对DNA分子进行人工剪切以获得目的基因，这是基因工程的操作步骤，D不符合题意。
故答案为：B。

【分析】基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。基因工程的目的：按照人们的愿望进行严格的设计，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
11．（2022高二下·洛阳期中）菊花是一种常见的观赏花卉，易感桃蚜。桃蚜不但直接影响菊花生长，还是多种病毒的传播媒介。雪花莲凝集素基因GNA的表达产物能有效抑制桃蚜生长，某科研团队利用农杆菌转化法获得了转基因菊花。下列有关叙述正确的是（　　）
A．载体Ti质粒上的抗生素合成基因通常作为对重组DNA分子鉴定和筛选的标记基因
B．用限制酶和DNA连接酶处理目的基因和Ti质粒时，只涉及氢键的断裂和形成
C．基因表达载体组件中的起始密码子是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录
D．GNA基因插入Ti质粒的T—DNA上，农杆菌的转化作用能够使GNA基因进入菊花细胞
【答案】D
【知识点】基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、载体Ti质粒上的抗生素抗性基因通常作为对重组DNA分子鉴定和筛选的标记基因，不是抗生素合成基因，A错误；
B、用限制酶和DNA连接酶处理目的基因和Ti质粒，涉及碱基之间的氢键和DNA片段之间的磷酸二酯键的断裂和形成，B错误；
C、起始密码子位于mRNA上，RNA聚合酶识别和结合的部位是基因中的启动子，C错误；
D、由于T-DNA可转移到受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上，故目的基因GNA基因要插入Ti质粒的T—DNA上；借助农杆菌的感染作用可实现将外源基因向植物细胞的转移和整合，故农杆菌的转化作用能够使GNA基因进入菊花细胞，D正确。
故答案为：D。

【分析】基因工程技术的基本步骤︰
（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取（基因组文库包含某种生物所有的基因，部分基因文库包含某种生物的部分基因，如：CDNA文库）、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建：①过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；b、终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。①将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；③将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法（Ca2+处理法）。
（4）目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
12．（2022高二下·衡水期中）下列关于基因工程工具酶的说法，正确的是（　　）
A．E．coliDNA连接酶既能够连接平末端，也可以连接黏性末端
B．每种限制酶只能识别特定的核苷酸序列并在特定位点进行切割
C．E．coliDNA连接酶可以连接DNA分子中的氢键
D．限制酶、DNA连接酶和质粒是基因工程常用的工具酶
【答案】B
【知识点】基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】A、E．coliDNA连接酶只能连接黏性末端，A错误；
B、每种限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定位点进行切割，B正确；
C、E．coliDNA连接酶只能连接能够互补黏性末端，形成磷酸二酯键，C错误；
D、限制酶、DNA连接酶和质粒是基因工程常用的工具，其中限制酶和DNA连接酶是基因工程的工具酶，质粒是运载体，D错误。
故答案为：B。

【分析】1、“分子手术刀”-限制性核酸内切酶（限制酶）
（1） 主要是从原核生物中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
2、“分子缝合针”-DNA连接酶
（1）两种DNA连接酶（E.coliDNA连接酶和TDNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。②区别：E.coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而TDNA连接酶来源于T噬菌体，可用于连接粘性末端和平末端，但连接效率较低。（2）与DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
13．（2022高二下·衡水期中）有3种限制酶对DNA分子的识别序列和剪切位点（图中箭头所示）依次为：限制酶1：﹣﹣↓GATC﹣﹣；限制酶2：﹣﹣CCGC↓GG﹣﹣；限制酶3：﹣﹣G↓GATCC﹣﹣。下列叙述错误的是（　　）
A．不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点
B．限制酶2和限制酶3识别的序列都包含6个碱基对
C．限制酶1和限制酶3剪出的黏性末端相同
D．能够识别和切割RNA分子的酶只有限制酶2
【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】A、酶具有专一性，不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，A正确；
B、限制酶2和3识别的序列分别是CCGCGG和GGATCC，均为6个碱基对，B正确；
C、限制酶1和3剪出的黏性末端相同，均为-GATC，C正确；
D、限制酶只能识别和切割DNA分子内一小段核苷酸序列，D错误。
故答案为：D。

【分析】“分子手术刀”-限制性核酸内切酶（限制酶)
（1） 主要是从原核生物中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
14．（2022·杭州模拟）T4DNA连接酶可将任意2个具有相同粘性末端的DNA片段连接在一起。该反应过程需消耗ATP，其水解产生的腺苷一磷酸（AMP）通过共价键与酶相连，随后AMP转移至DNA片段，进而完成连接反应。下列叙述正确的是（　　）
A．T4DNA连接酶的底物种类较多，故其无专一性
B．T4DNA连接酶催化反应后，其组成成分已改变
C．ATP在该反应过程中可能打开两个高能磷酸键
D．T4DNA连接酶需保存于最适温度和pH条件下
【答案】C
【知识点】酶的特性；基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】A、T4DNA连接酶有专一性，A错误；
B、酶在催化反应前后性质不变，故T4DNA连接酶催化反应后，其组成成分不变，B错误；
C、APT水解产生ADP需要打开两个高能磷酸键，结合题干“该反应过程需消耗ATP，其水解产生的腺苷一磷酸（AMP）通过共价键与酶相连”可推测ATP在该反应过程中可能打开两个高能磷酸键，C正确；
D、T4DNA连接酶需在低温和最适pH条件下保存，D错误。
故答案为：C。

【分析】1、酶
（1）酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
（2）酶催化作用的实质：降低化学反应的活化能，在反应前后本身性质不会发生改变。
（3）酶的特性：①高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性：每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。
（4）酶的变性：过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。
2、DNA连接酶①两种DNA连接酶（E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较：a、相同点：都缝合磷酸二酯键。b、区别：E.coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体，可用于连接粘性末端和平末端，但连接效率较低。②与DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
15．（2022·杭州模拟）用愈伤组织中的胚性细胞获得转基因植株的流程如图所示，其中①、②、③表示过程。下列叙述错误的是（　　）

A．①过程去除细胞壁可提高②过程中目的基因导入的成功率
B．①过程需要使用甘露醇，用NaCl或蔗糖也可能达到相同效果
C．除了图示途径，植物体细胞杂交也可打破远缘杂交不亲和的障碍
D．原生质体为球形，③过程中细胞胞质分裂的方式与动物细胞类似
【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、原生质体没有无细胞壁，①过程去除细胞壁，目的基因导入原生质体的成功率更高，A正确；
B、①过程需要使用甘露醇，为了防止原生质体破裂以及更好地酶解，因此一般用较高渗透压的甘露醇溶液，如果用NaCl或蔗糖，只要浓度适宜，也可能达到相同效果，B正确；
C、植物体细胞杂交可以将不同种类的植物细胞进行融合（原生质体融合）获得杂交植株，可以打破远缘杂交不亲和的障碍，C正确；
D、原生质体不能分裂，需要再生出细胞壁后才能进行分裂，因此③过程细胞分裂时会形成细胞板，进而形成细胞壁，与动物细胞向内凹陷形成环沟式分裂不同，D错误。
故答案为：D。

【分析】1、将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。①将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；③将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法（Ca2+处理法）。
2、愈伤组织是指原植物体的局部受到创伤刺激后，在伤口表面新生的组织。它由活的薄壁细胞组成，可起源于植物体任何器官内各种组织的活细胞。胚性细胞就像胚胎细胞一样能转为该生物体的各种组织。
3、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，去壁所用的是纤维素酶和果胶酶；原生质体融合所用的方法有物理法和化学法。物理法包括离心、振动、电激等，化学法一般是用聚乙二醇；再生细胞壁形成杂种细胞；脱分化形成愈伤组织，再分化形成植株，用选择培养基选择目的植株。不同种的植物之间具有生殖隔离，该种方法打破了不同种植物间的生殖隔离，克服了远缘杂交不亲和的障碍。
16．（2022·绍兴模拟）将山核桃miRNA169基因转入到拟南芥中，可促进拟南芥提前开花，部分流程如下图。下列叙述正确的是（　　）

A．过程①通常需要RNA聚合酶催化
B．过程②中可利用PCR技术筛选并扩增出目的基因
C．过程③中转化农杆菌一般需要大肠杆菌质粒作为表达载体
D．过程④收获转化的种子需经植物组织培养才获得提前开花的植株
【答案】B
【知识点】基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、过程①为mRNA逆转录得到cDNA的过程，需要逆转录酶的催化，A错误；
B、过程②序列已知，可利用PCR技术筛选并扩增出目的基因，B正确；
C、过程③中转化农杆菌一般需要Ti质粒（农杆菌质粒）作为表达载体，C错误；
D、已经是种子，直接在土壤中培养也可以长成植株，不需要经植物组织培养，D错误。
故选B。

【分析】1、逆转录是在逆转录酶的作用下，以RNA为模板合成DNA的过程。
2、基因工程技术的基本步骤︰（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建︰是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段，其为RNA聚合酶识别和结合的位点。( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因——DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
17．（2022高二下·南京期中）如下图所示为农作物新品种的育种方式，相关叙述错误的是（　　）

A．②③过程分别称为脱分化和再分化，开辟了植物繁殖的新途径
B．⑤过程中若连接的是黏性末端，则可使用E·coliDNA连接酶
C．①过程为植物体细胞杂交技术，可通过是否再生细胞壁鉴定杂种细胞
D．若要获得耐盐突变体，可对愈伤组织进行化学或物理的诱变处理
【答案】C
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用；基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】A、②③过程分别称为脱分化（由杂交细胞脱分化得到愈伤组织）和再分化（由愈伤组织分化得到胚状体），开辟了植物繁殖的新途径，A正确；
B、E·coliDNA连接酶来自于大肠杆菌，可以连接黏性末端，B正确；
C、①过程为植物体细胞杂交技术中的一个环节，不是完整的植物体细胞杂交技术，且通过是否再生细胞壁也不能鉴定杂种细胞，因为两个相同的原生质体融合也可以再生出细胞壁，C错误；
D、对愈伤组织进行化学或物理的诱变处理，提高了突变的频率，可能可以获得耐盐突变体，D正确。
故答案为：C。

【分析】1、植物体细胞杂交时先用酶解法去除植物细胞的细胞壁，进行植物原生质体的融合，形成杂种细胞，再通过植物的组织培养将杂种细胞培育成杂种植株。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，去壁所用的是纤维素酶和果胶酶；原生质体融合所用的方法有物理法和化学法。物理法包括离心、振动、电激等，化学法一般是用聚乙二醇；再生细胞壁形成杂种细胞；脱分化形成愈伤组织，再分化形成植株，用选择培养基选择目的植株。不同种的植物之间具有生殖隔离，该种方法打破了不同种植物间的生殖隔离，克服了远缘杂交不亲和的障碍。在离体的植物器言、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，需要的条件：①消毒灭菌；②一定浓度的植物激素；③适宜的温度； ④充足的养料。
2、DNA连接酶：①两种DNA连接酶（E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较：a、相同点：都缝合磷酸二酯键。b、区别：E.coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体，可用于连接粘性末端和平末端，但连接效率较低。②与DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
18．（2022高二下·衡水期中）限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是—C↓TTAAG—和—G↓AATTC—。如下图表示四种质粒和目的基因，其中，质粒上箭头所指部位为酶的识别位点，阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是（　　）

A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】A、用限制酶MunⅠ切割A质粒后，不会破坏标记基因，而且还能产生与目的基因两侧黏性末端相同的末端，适于作为目的基因的载体，A正确；
B、质粒没有标记基因，不适于作为目的基因的载体，B错误；
C、质粒含有标记基因，但用限制酶切割后，标记基因会被破坏，因此不适于作为目的基因的载体，C错误。
D、质粒含有标记基因，但用限制酶切割后，标记基因会被破坏，因此不适于作为目的基因的载体，D错误。
故答案为：A。

【分析】限制性核酸内切酶（限制酶）① 主要是从原核生物中分离纯化出来的。
②功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。
③结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
二、综合题
19．（2022·广东）“绿水透迤去，青山相向开”大力发展低碳经济已成为全社会的共识。基于某些梭菌的特殊代谢能力，有研究者以某些工业废气（含CO2等一碳温室气体，多来自高污染排放企业）为原料，通过厌氧发酵生产丙酮，构建一种生产高附加值化工产品的新技术。

回答下列问题：
（1）研究者针对每个需要扩增的酶基因（如图）设计一对　 　，利用PCR技术，在优化反应条件后扩增得到目标酶基因。
（2）研究者构建了一种表达载体pMTL80k，用于在梭菌中建立多基因组合表达库，经筛选后提高丙酮的合成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等，其中抗生素抗性基因的作用是　 　，终止子的作用是　 　。
（3）培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，出现了生长迟缓的现象，推测其原因可能是　 　，此外丙酮的积累会伤害细胞，需要进一步优化菌株和工艺才能扩大应用规模。
（4）这种生产高附加值化工产品的新技术，实现了　 　，体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看，该技术的优势在于　 　，具有广泛的应用前景和良好的社会效益。
【答案】（1）引物
（2）作为标记基因，筛选含有基因表达载体的受体细胞；终止转录，使转录在需要的地方停下来
（3）二氧化碳等气体用于大量合成丙酮，而不是用于重组梭菌的生长
（4）废物的资源化；不仅不排放二氧化碳，而且还可以消耗工业废气中的二氧化碳
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】（1）目的基因的获得通常利用PCR扩增技术，PCR扩增技术的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
故答案为：引物。
（2）基因表达载体的结构一般为标记基因、启动子、终止子、目的基因和复制原点，其中标记基因一般为抗性基因，也可以是荧光蛋白基因，用来筛选含有目的基因的受体细胞，启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点，调解转录起始，终止子的作用是终止转录，使转录在需要的地方停下来。
故答案为：作为标记基因，筛选含有基因表达载体的受体细胞；终止转录，使转录在需要的地方停下来。
（3）培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，出现了生长迟缓的现象，由图可知，在重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，推测其原因可能是二氧化碳等气体用于大量合成丙酮，而不是用于重组梭菌的生长，此外丙酮的积累会伤害细胞，需要进一步优化菌株和工艺才能扩大应用规模。
故答案为：二氧化碳等气体用于大量合成丙酮，而不是用于重组梭菌的生长。
（4）由题意可知，这种生产高附加值化工产品的新技术，是以工业废气为原料进行生产，实现了废物资源化，体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看，该技术的优势在于不仅不排放二氧化碳，而且还可以消耗工业废气中的二氧化碳，具有广泛的应用前景和良好的社会效益。
故答案为：废物的资源化；不仅不排放二氧化碳，而且还可以消耗工业废气中的二氧化碳。
【分析】1、PCR技术
（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
（2）原理：DNA复制。
（3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
2、“分子运输车”-载体①载体具备的条件：a、能在受体细胞中复制并稳定保存。b、具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。c、具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。②最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分。③其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒。
3、生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，遵循整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。建立该人工生态系统的目的是实现对能量的多级利用，提高能量的利用率，减少环境污染。
20．（2022·浙江模拟）回答下列（1）、（2）小题：
（1）山楂果浆黏度大，含有丰富的果胶。为提高山楂果汁的产量，某兴趣小组从土壤中分离产果胶酶的微生物，并探究温度对果胶酶活性的影响，进行了下列实验。Ⅰ.若要分离产果胶酶菌株，需配制以　 　为唯一碳源的培养基，该培养基能分离目的菌株的原因是　 　。
Ⅱ.将从果园采集的土壤放入适量的　 　中，振荡混匀制成土壤悬液，备用。
①为获得均匀分布的单菌落，先将土壤悬液进行　 　处理，然后将处理后的土壤悬液接种于　 　（物理状态）培养基上。该方法也可用于测定产果胶酶菌的数量，但测定的菌体数量通常比实际值　 　。
②由于酶在水溶液中很不稳定，且不利于工业化使用。因此采用固定化酶技术，固定果胶酶时，将海藻酸钠和果胶酶的混合液注入CaCl2溶液后，形成凝胶珠，若形成的凝胶珠偏大将导致　 　使酶的作用效率下降。
（2）干扰素是一种糖蛋白，具有抗病毒、抗细胞分裂和免疫调节等多种生物学功能，是治疗病毒性肝炎和肿瘤的药物。传统生产干扰素的方法是从人血液中提取，产量极低，治疗费用大。下图是科学家利用大肠杆菌生产人体干扰素的操作过程如下：
Ⅲ.若干扰素基因核苷酸序列是未知的，我们可以建立一个包括目的基因在内的　 　，从中找到想要研究的目的基因。
Ⅳ.①过程表示在人体淋巴细胞中获得干扰素mRNA后，经　 　过程获得干扰素基因甲。
Ⅴ.②③④过程表示利用PCR（　 　反应）技术扩增基因甲（其中②表示在95℃下，双链DNA解旋成为单链DNA），请说出利用该过程进行DNA克隆不同于体内DNA复制的方面是　 　（说出两点）。
Ⅵ.在利用甲、乙获得丙的过程中，常用两种限制酶同时切割甲和乙，避免发生　 　，而获得更多的所需重组质粒。将重组质粒导入大肠杆菌之前，需用Ca2+处理，使细胞处于　 　的生理状态，称为感受态。完成导入一段时间后，从大肠杆菌细胞中提取蛋白质，采用　 　技术进行检测，若有杂交带出现则表明干扰素基因成功表达。
Ⅶ.与传统提取的干扰素相比较，利用大肠杆菌生产的干扰素缺乏糖链的原因是　 　。
【答案】（1）果胶；只有能产生果胶酶的微生物才能利用果胶生长繁殖；无菌水；（梯度）稀释；固体；小；酶和底物接触的机会小
（2）基因文库；逆转录；聚合酶链式反应；体外DNA克隆不需要相关酶解旋、DNA双链完全解开后再复制（不是边解旋边复制）；质粒和目的基因的自身环化（和反方向拼接）；能吸收周围环境中的DNA分子；抗原-抗体杂交；大肠杆菌缺乏复杂的细胞器对蛋白质进行加工
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；培养基概述及其分类；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】Ⅰ.产果胶酶菌能够分解果胶，因此若要分离产果胶酶菌株，需配制以果胶为唯一碳源的培养基，在此培养基上只有能产生果胶酶的微生物才能利用果胶生长繁殖，而其它不能产生果胶酶的微生物会因为缺乏氮源而不能生长。
Ⅱ.微生物培养过程中最关键的是防止杂菌污染，因此需将从果园采集的土壤放入适量的无菌水中，振荡混匀制成土壤悬液，备用。
①为获得较均匀分布的单菌落，需要采用稀释涂布平板法接种，因此还需要将悬液进行梯度稀释，并用涂布器将菌液在固体培养基上涂布均匀。由于当两个或多个菌体连在一起生长时，计数的是一个菌落，因此用该方法测定的菌体数量通常比实际值小。
②制作凝胶珠时，若凝胶珠偏大，使得酶和底物接触的机会小，使酶的作用效率下降。
Ⅲ.基因文库是指将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入到受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因。基因文库包括基因组文库和部分基因文库。如果目的基因的核苷酸序列是未知的，可以建立一个包括该种生物所有基因的基因组文库，或者通过以mRNA为模板逆转录形成的目的基因构建基因文库，即cDNA文库。因此若干扰素基因核苷酸序列是未知的，可以建立一个包括目的基因在内的基因文库，从中找到想要研究的目的基因。
Ⅳ.①过程中提取的mRNA可通过逆转录形成干扰素基因
Ⅴ.PCR又称聚合酶链式反应。体外DNA克隆不需要相关酶解旋、DNA双链完全解开后再复制（不是边解旋边复制），体外DNA克隆需要不断调整温度，而体内DNA复制是在相对稳定的温度条件下进行的，需要解旋酶解旋，同时为边解旋边复制。
Ⅵ.用两种限制酶同时切割甲（目的基因）和乙（质粒），可使目的基因或质粒两端的黏性末端不同，能防止质粒和目的基因的自身环化（和反方向拼接），以保证目的基因和质粒准确拼接。将重组质粒导入大肠杆菌之前，需用Ca2+处理，使细胞处于能吸收周围环境中的DNA分子的感受态。检测干扰素基因成功表达，即检测出现了干扰素，应用抗原-抗体杂交法。
Ⅶ.大肠杆菌为原核细胞，只有核糖体一种细胞器，缺乏复杂的细胞器对蛋白质进行加工，因此与传统提取的干扰素相比较，利用大肠杆菌生产的干扰素缺乏糖链。

【分析】1、选择培养基是在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长，欲分离产果胶酶菌株时，应以果胶作为唯一的碳源，只有能产生果胶酶的微生物才能在此培养基上生长繁殖。
2、PCR技术
（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
（2）原理：DNA复制。
（3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
3、基因工程技术的基本步骤︰（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建︰是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段，其为RNA聚合酶识别和结合的位点。( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
21．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℃条件下保存半年，给广大患者带来福音。回答下列问题：
（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”：

①　 　；②　 　；③　 　；④　 　。
（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　 　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。
【答案】（1）预期蛋白质的功能；蛋白质三维结构；应有的氨基酸序列；相应的脱氧核苷酸序列（基因）
（2）自然界已存在；人类生产和生活；基因修饰；基因合成；改造
（3）空间或高级
【知识点】蛋白质工程；基因工程的概述
【解析】【解答】(1)由蛋白质工程的基本途径可知图中的①为预期蛋白质的功能；②为设计蛋白质的三维结构；③为推测应有的氨基酸序列，④为找到相应的脱氧核苷酸序列。
(2)基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程将一种生物已有的基因转移到另一种生物中，在原则上只能生产自然界中存在的蛋白质，且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，通过基因的修饰或基因合成，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。蛋白质工程实质上也是对基因进行操作，因而蛋白质工程又被称为“第二代基因工程”。
(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，而且蛋白质的功能也具有多样性。
【分析】1、蛋白质工程的实质是：改造基因。蛋白质工程的过程：根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列；进行基因修饰或基因合成；最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成问题。因此，蛋白质工程生产合成的蛋白质是自然界中不存在的新型蛋白质分子。
2、基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，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的需求。