资源简介

(共39张PPT)
[高考揭秘]
从3年高考试题来看，高考命题思路常以某一生产生活或医学治疗为背景，内容考察内容几乎都与基因工程相关，也就是是说，即便主体是考察微生物培养，它仍然能够涉及微生物的转基因，所以我们这一块的复习一定要紧紧围绕基因工程，在复习中从以下几方面内容发力，还需多做新情景，将会收到良好的效果。
① PCR为目的基因提供酶切位点等内容相对困难，需要做全方位梳理
② 基因工程难度大，需要多练限制酶选择，正反接检测和基因编辑等情景
③ 微生物的选择和鉴别是核心考点，结合基因工程改造近几年命题趋势
④ 细胞工程和胚胎工程：常以中国最新的技术为背景考察。
⑤ 热点考察：新冠检测相关技术，酵母双杂等复杂情景
(题目主要来源：2019-2022年山东、湖南、湖北、河北、北京、广东卷)
专题五：结合科学前沿的生物科学技术专题
第5讲：融合基因、酵母双杂和新冠热点
考法1 融合基因的原理和应用
考法2 酵母双杂合的原理和误差分析
考法3 新冠与RT-PCR，qPCR，CT的关系
[补充] 蛋白质工程 + DNA的粗提取
专题五：结合科学前沿的生物科学技术专题
1. 概念：
融合基因是指将两个或多个基因的编码区首尾相连，构成嵌合基因。
2. 表达产物：
融合基因的表达产物为融合蛋白。
—— 强调：为了使得两个蛋白质融合，必须保证两个基因使用同一套
启动子和终止子，还有同一套起始密码子和终止密码子的对应序列
考法1 融合基因的原理和应用
—— 酵母双杂的基础就是融合基因 (考法2 )
3. 融合基因的种类
1）由报告基因和功能基因构成的融合基因。常用的报告基因有：GFP（绿色荧光蛋白）基因、GUS基因、LacZ基因和Luciferasese（虫荧光素酶）基因等，主要目的是对功能基因进行示踪，研究其功能及特性。　
2）由信号肽或单体蛋白的序列与功能基因构成的融合基因。其主要目的是利用信号肽或单体序列携带目的基因高效表达，从而提取纯化目的蛋白，为生产或科研所用。
3）功能基因与功能基因的融合可分为两类：A相同功能基因的融合，目的是增强基因的功能，扩大基因的应用范围，如杀虫基因之间的融合。B．不同功能基因的融合，为特殊需要而构建，如生产无毒疫苗等。
4）报告基因与抗药性基因的融合用于构建融合载体，以利于插入大片段的cDNA或作为双功能标记.
考法1 融合基因的原理和应用
[2023深圳一模] 表面展示技术是通过重组DNA技术，将外源蛋白与细胞表面的蛋白质组装成融合蛋白，从而可展示在细胞表面。回答下列问题。
1) 若要将芽孢表面蛋白基因cotB与外源的绿色荧光蛋白基因gfp构建成基因表达载体，下图中最适合通过绿色荧光（绿色荧光蛋白在紫外光下会产生绿色荧光）确定融合蛋白成功表达的是_____。
注:Ampr为氟卡青霉素抗性基因;→表示转录方向;UAG，UAA，UGA是终止密码子，AUG是起始密码子。
[难题解析] 若要将芽孢表面蛋白基因cotB与外源的绿色荧光蛋白基因gfp构建成基因表达载体，则需要将cotB和gfp一起表达，即使用一个启动子和终止子，并且cotB在前，gfp在后，才能通过绿色荧光（绿色荧光蛋白在紫外光下会产生绿色荧光）确定融合蛋白成功表达。A和B排除
‘5 mRNA
‘5 mRNA
为了能够顺利表达gfp则中间不能出现终止密码子，转录时模板链的方向应是3'到5'，D中mRNA中间会出现终止密码。只有C符合题意，C正确。
2) 芽孢表面蛋白是实现表面展示技术的关键蛋白，结合上述材料，试分析该蛋白在表面展示技术中的作用是
____________________________________________________________________________
______________________________________________。
3) 导入基因表达载体后的芽孢杆菌接种在含有____________的固体培养基上，以获得携带载体的单菌落，该过程被称为微生物的________培养。
4) 培养基中可能既有含基因表达载体的单菌落，也有含_________的单菌落，因此还需要对DNA进行提取，常用酒精初步分离DNA和蛋白质，这里酒精的作用原理是________________________________________________。
5) 若要确定表面展示技术在芽孢杆菌上构建成功，应在紫外光环境下对其进行________________水平的检测。
芽孢表面蛋白是可以定位在细胞表面的，在与外源蛋白形成融合蛋白后，可将外源蛋白展示/定位在芽孢杆菌表面
Amp
选择
空载体
DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精
个体或细胞
[2018·全国Ⅱ] 某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在GFP基因的5′末端，获得了L1- GFP融合基因(简称为甲)，并将其插入质粒P0，构建了真核表达载体P1，其部分结构和酶切位点的示意图如下，图中E1～E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。回答下列问题：
1)据图推断，该团队在将甲插入质粒P0时，使用了两种限制酶，这两种酶是___________。使用这两种酶进行酶切是为了保证______________，也是为了保证_______________________。
甲的完整
甲与载体正确连接
E1和E4
2) 将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了________和_________过程。
转录
翻译
3) 为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色荧光细胞的_________移入牛的________________中、体外培养、胚胎移植等。
4) 为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR方法进行鉴定，在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的__________(填“mRNA”
“总RNA”或“核DNA”)作为PCR模板。
细胞核
去核卵母细胞
核DNA
[2023湖南校联考] B基因存在于水稻基因组中，其在体细胞和精子中正常表达，在卵细胞中不转录。为研究B基因表达对卵细胞的影响，设计并完成了如下实验来获取能够在卵细胞中表达B基因的转基因植株。
注：Luc基因表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光
5) 个体水平如何筛选出能表达B基因的转基因植株________________________
(1)图中所示的基因表达载体需含有启动子，它是_____识别并结合的位点。
(2)可利用_____细胞中的RNA和PCR技术获取大量的B基因，该过程需要用到_____酶；获得B基因中编码蛋白的序列后，将该序列与Luc基因连接成融合基因（表达的蛋白质能保留两种蛋白质各自的功能），然后构建基因表达载体。
(3)用_____处理农杆菌，使细胞处于一种_____的生理状态，然后将重组的基因表达载体导入其中。
(4)外植体经_____形成的水稻愈伤组织放入农杆菌液浸泡后进行植物组织培养，培养基中需加入_____进行筛选。
加入荧光素后检测该植株卵细胞中是否发出荧光
[2023山东济南一模] 研究发现，大部分白血病患者细胞中存在异常的融合基因UBA2—WTIP，可作为检测白血病的特异性分子标志物。科研人员通过RT—PCR方法克隆得到融合基因UBA2—WTIP，为了研究该基因的作用和致病机制，需要构建重组载体并把目的基因和FLAG标签基因序列连接起来，分别获得带有FLAG肽链的UBA2—WTIP融合蛋白和WTIP蛋白。FLAG肽链由8个氨基酸残基组成，可作为基因工程中蛋白质是否表达的标记。
1) 科研人员以提取的某白血病人外周血细胞总RNA为模板，经过
_________________过程合成cDNA，设计_____种引物，经RT—PCR扩增出融合基因UBA2—WTIP。
2
逆（反）转录
对测序结果进行数据分析，推测融合基因UBA2—WTIP是在UBA2基因的第16外显子与WTIP基因的第2外显子处拼接而成，如图1所示。为了验证该融合基因的产生是基因组DNA融合而不是不同的RNA剪接后逆转录所产生的，可通过PCR验证，其实验思路和预期结果为_____。
提取该病人的DNA，
使用图中F1和R1引物进行PCR扩增，
若出现239bp扩增片段，
该融合基因的融合方式是基因组水平融合。
1. 酵母双杂系统的原理
酵母细胞基因转录需要转录因子，转录因子包括DNA结合功能域（DNA-BD）和转录激活结构域（DNA-AD），两结构域分开时不能激活转录。
将待测蛋白质X与DNA-BD融合，蛋白质Y与DNA-AD融合，蛋白质X和Y有相互作用时，两结构域能重新呈现完整转录因子活性，并可激活报告基因的转录。
考法2 酵母双杂合的原理和误差分析
2. 酵母双杂交的常见报告基因：
① 包括荧光素酶基因 [2023湖南校联考]
② 绿色荧光蛋白(GFP) 基因。
③ β-半乳糖苷酶基因（LacZ）[考得多，也常用于基因工程]
LacZ表达的酶可以将无色化合物X-gal水解成蓝色产物。
[2019江西赣州/广东茂名一模]
…… 与“氨苄青霉素”筛选相比，“蓝白斑”筛选的优点是_____________________
________________________________________。若要挑取已被目的基因导入Lac位置的大肠杆菌，应选取___________色菌落。
能直接筛选出导入目的基因的大肠杆菌
白
考法2 酵母双杂合的原理和误差分析
[2023汕头一模] 酵母菌的转录因子蛋白由BD和AD两部分组成且结合在一起。BD负责与启动子上游序列结合，AD负责激活启动子转录。只有AD和BD同时存在且结合在一起时才能保证基因M的转录（如图8所示）。基因M能表达时，酵母菌才能在缺乏组氨酸的培养基上生长。
1) 酵母菌培养基一般都含有水、碳源、______和无机盐等营养物质，在酵母菌的纯培养过程中，采用_________________________________法能将单个微生物分散在固体培养基上。
氮源
平板划线法或稀释涂布平板法
题外话：—— M基因其实不是严谨的报告基因
2) 将BD与AD分开，BD基因与X基因共连一个载体，可表达出BD-X融合蛋白；AD基因与Y基因共连一个载体，可表达出AD-Y融合蛋白。将两个载体同时导入一个酵母细胞中，可以检测X蛋白与Y蛋白是否存在相互作用（即是否可以结合），这种检测方法称为酵母双杂交。
①从到酵母细胞中提取蛋白质，进行_______________杂交，以检测是否产生M蛋白。若将酵母菌培养在________________培养基中，酵母菌仍然可以生长，则说明___________________________________________________。
②在酵母双杂交的检测中可能出现假阳性的结果，原因是______。
抗原-抗体
缺乏组氨酸
X蛋白与Y蛋白存在相互作用
X蛋白具有激活启动子转录的活性（或X蛋白具有激活启动子转录的功能或X蛋白具有AD蛋白的功能）
3. 酵母双杂交的误差分析
① 假阳性
酵母双杂交系统应用中常遇到的问题之一是假阳性较多。所谓假阳性就是：在待研究的两个蛋白间没有发生相互作用的情况下，报告基因被激活。
主要原因是由于BD融合X蛋白有单独激活作用。另外AD融合Y蛋白如果有DNA的特异性结合，则也可单独激活报告基因的表达。因此，为排除假阳性就需要作严格的对照试验—— 后面广州一模。
② 假阴性
在酵母双杂交的应用中有时也会遇到假阴性现象。所谓假阴性，即两个蛋白本应发生相互作用，但报告基因不表达或表达程度甚低以至于检测不出来。造成假阴性的原因主要融合蛋白的表达对细胞有毒性。
考法2 酵母双杂合的原理和误差分析
[2022广州一模] 矮化育种能使水稻等作物品种具有抗倒伏和高产的优良特性，但同时会引起所育品种的氮肥利用率降低。研究发现，提高NGR5基因表达量既能保持矮化特征，又可以提高氮肥的利用率。为了进一步研究NGR5蛋白提高氮肥利用率的作用机制，研究人员利用酵母菌进行相关实验。回答下列问题。
1）酵母菌需要转录因子（一类蛋白质）才能开始转录过程，某种转录因子由BD（DNA 结合结构域）和 AD（转录激活结构域）两部分组成，在具备相应条件时，BD与AD会靠拢并结合，激活特定基因的转录。据此推测，BD能识别特定基因前段的 _________ 并与之结合，但不能激活转录过程。
启动子
2）研究人员将NGR5基因连接到含有编码BD多肽基因的表达载体中，随后使用一定方法处理酵母菌细胞，并将该表达载体导入其中，使其能表达 __________________ 。
3）提取水稻根部细跑的RNA，通过 _________ 过程获得大量的各种cDNA，随后将不同的cDNA片段连接到含有编码AD多肽基因的表达载体中，并导入上述酵母菌细胞，使其能表达不同的AD - Xn融合蛋白（“Xn”表示不同cDNA片段表达的多肽）。
4）若Xn能与NGR5蛋白相互作用，则AD - Xn融合蛋白和BD - NGR5融合蛋白就会被牵引靠拢，促使BD与AD结合，激活标记基因的表达。这能使酵母菌将培养基中的某特殊物质转化为蓝色，因此可选择 _________ 的菌落进行继续研究。
BD - NGR5融合蛋白
反转录
蓝色
5）为寻找能与NGR5蛋白相互作用的蛋白质，研究人员最终完成的实验如下表所示，设置3个对照组的目的分别是 _________ 。
验证只有当NGR5与BD结合、Xn与AD结合时，使BD与AD结合后，能提高NGR5的表达量，激活标记基因，找到能与NGR5结合的Xn。
4. 酵母双杂交的应用
[2023江苏徐州期末节选] 酵母双杂交技术在研究和鉴定蛋白质互作方面起着重要的作用，下列选项中适合采用此技术进行研究的有 ______。
A. 在细胞体内检测抗原和抗体能否发生相互作用
B. 判断控制某一性状的两对基因是否能够独立遗传
C. 判断RNA聚合酶与某启动子的结合是否具有组织特异性
D. 筛选宿主细胞上能与新冠病毒S刺突蛋白特异性结合的受体
AD
考法2 酵母双杂合的原理和误差分析
逆转录
新冠病毒基因组中，经常被选择作为引物设计靶点的基因，是E，ORF1ab和N gene
考法3 新冠与RT-PCR，qPCR，CT的关系
1. 新冠病毒的检测是RT-PCR和qPCR的结合
① RT-PCR是指逆转录
如果能够被这些引物扩增出片段（电泳），
或其他方法qPCR，则可验证新冠病毒载量
[2021·江苏常熟阶段节选] 新冠病毒（2019 nCoV）入侵人体后引起新冠肺炎。2019 nCoV有包膜，结构示意图如下图1，其中S、M、E表示3种包膜糖蛋白，N代表核衣壳蛋白；图2表示病毒侵染宿主细胞的增殖过程，病毒借由细胞表面的ACE受体侵染细胞。请据图分析回答问题：
3) 制备病毒灭活疫苗时，先大量培养表达___________________________的细胞，再接入新冠病毒扩大培养，灭活处理后制备疫苗。
4) 以RNA为模板，通过RT-PCR（反转录-聚合酶链式反应）技术可获取S蛋白基因。进行RT-PCR时一般需要加入4种脱氧核苷三磷酸（dNTP）而不是脱氧核苷酸，其原因是在子链延伸过程中dNTP提供________________，同时需加入的酶有：_________________。
1) 新冠病毒糖蛋白S的基本组成单位是________。核衣壳蛋白N的合成场所是________。
(2) 由图2可知，新冠病毒RNA的功能有：______________。a.RNA复制的模板 b.转录的模板c.逆转录的模板d.翻译的模板e.病毒的组成成分抑制逆转录酶的药物__________（填“能”或“不能”）治疗该病，由此提出一种类似的治疗思路：___________________________。
(
5) 据图3分析，要获取大量S蛋白基因应选择的引物是___________。通过电泳鉴定PCR的产物，结果如图4所示。1号泳道为标准（Marker，不同已知长度的DNA片段混合物），2号泳道为阳性对照（提纯的S蛋白基因片段），3号泳道为实验组。3号泳道出现了杂带，可能的原因有________________。
①模板受到污染 ②变性温度高 ③引物的特异性不强 ④退火温度偏低⑤退火温度偏高
(6)若病毒+RNA分子用32P标记，其中含碱基A4000个，碱基U6000个，宿主细胞含31P,则产生10个含31P的子代病毒，至少需要消耗宿主细胞_________个游离的尿嘧啶核糖核苷酸。
【答案】(1) 氨基酸和葡萄糖 宿主细胞核糖体
(2) ade 不能 抑制RDRP的功能
(3)
(4) (5) Ⅱ、Ⅲ ①③④
(6)64000
—— 小提示：这道题的RT-PCR不是对新冠的检测，
而是疫苗研制过程中对新冠重要基因的扩增
能量和原料
逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶
能够表达ACE2受体
2．新冠病毒（2019 nCoV）入侵人体后引起新冠肺炎。2019 nCoV有包膜，结构示意图如下图1，其中S、M、E表示3种包膜糖蛋白，N代表核衣壳蛋白；图2表示病毒侵染宿主细胞的增殖过程，RDRP是RNA聚合酶。请据图分析回答问题：
5) 据图3分析，要获取大量S蛋白基因应选择的引物是___________。通过电泳鉴定PCR的产物，结果如图4所示。1号泳道为标准（Marker，不同已知长度的DNA片段混合物），2号泳道为阳性对照（提纯的S蛋白基因片段），3号泳道为实验组。3号泳道出现了杂带，可能的原因有________________。
①模板受到污染 ②变性温度高 ③引物的特异性不强 ④退火温度偏低⑤退火温度偏高
Ⅱ、Ⅲ
①③④
(6)若病毒+RNA分子用32P标记，其中含碱基A4000个，碱基U6000个，宿主细胞含31P,则产生10个含31P的子代病毒，至少需要消耗宿主细胞_________个游离的尿嘧啶核糖核苷酸。
【答案】(1) 氨基酸和葡萄糖 宿主细胞核糖体
(2) ade 不能 抑制RDRP的功能
(3)能够表达ACE2受体
(4) 能量和原料 逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶
(5)
(6)64000
1. 新冠病毒的检测是RT-PCR和qPCR的结合
② qPCR是指荧光定量分析，
而CT值指的是在第n次循环的荧光量足够被检测到或到达某个阈值
考法3 新冠与RT-PCR，qPCR，CT的关系
2022年3月，新版诊疗方案将Ct值标准从40降到了35，意味着什么
对于阳性的定义更加严格（病毒载量需要达到更高才被定义为阳性），新冠肺炎疫情防控 Ct值标准修改有利于医疗资源合理分配。
小明同学CT值为5
小红同学CT值为45
循环次数
CT= 40
病毒在PCR扩增40次后会达到荧光阈值
0 20 40 60
循环数
考法3 新冠与RT-PCR，qPCR，CT的关系
2. 探针荧光PCR的具体机理
PCR 扩增时在加入一对引物的同时加入一个特异性的荧光探针，该探针两端分别标记一个报告荧光基团和一个淬灭荧光基团。开始时，探针完整地结合在 DNA 任意一条单链上，报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收，检测不到荧光信号；
PCR 扩增时，Taq 酶将探针酶切
降解，使报告荧光基团和淬灭荧
光基团分离，从而荧光监测系统
可接收到荧光信号，即每扩增一
条 DNA 链，就有一个荧光分子
形成，实现了荧光信号的累积与
PCR 产物形成完全同步。
考法3 新冠与RT-PCR，qPCR，CT的关系
1）据图分析，TaqDNA聚合酶的作用有（答两点）：______________________________________________________________________________
2）带荧光标记的探针，其_______端带有荧光物质，在延伸阶段，通过检测反应体系中的_______________________________________，可以达到检测___________________的目的。
[2022南开中学校考] 荧光定量PCR是一种在PCR反应体系中加入荧光标记的探针，利用荧光信号的积累，对整个PCR进程进行检测，最后对PCR产物扩增量进行定量分析技术。作用原理如下图所示：
催化DNA的合成（子链延伸）、分解与模板杂交的荧光探针!!
5'
荧光强度（荧光信号的积累量）
PCR产物扩增量
3）若运用该技术检测COVID-19（新冠病毒）的核酸，图中所示模板DNA来源于________________________________________________________；为精确定位并复制新冠病毒基因，设计引物和荧光标记的探针时应该遵循的思路是___________________________________________________________________________。
[2022南开中学校考] 荧光定量PCR是一种在PCR反应体系中加入荧光标记的探针，利用荧光信号的积累，对整个PCR进程进行检测，最后对PCR产物扩增量进行定量分析技术。作用原理如下图所示：
以COVID-19的RNA为模板逆转录合成DNA
设计与新冠病毒（COVID-19）的基因片段碱基互补配对的序列
[2021济宁统考] 新冠疫情的快速控制……荧光定量PCR技术可定量检测样本中DNA含量，其原理是：在PCR反应体系中加入引物的同时，加入与某条模板链互补的荧光探针（被荧光标记的核昔酸链），当耐高温的DNA聚合酶催化子链延伸至探针处会水解探针，使荧光监测系统接受到荧光信号，即每扩增一次，就有一个荧光分子生成（如图1）。……Ct值（循环阈值）的含义为：每个反应管内的荧光信号到达设定阈值时所经历的循环数。
1）上海团队是利用体外培养的人肝癌细胞分离出新型冠状病毒毒株的，为什么不用培养基直接培养新冠病毒，请说明原因：__________________________。体外培养人肝癌细胞时，若使用合成培养基还需要添加______
2）新冠病毒是一种单链RNA病毒，检测时取检测者的mRNA，在逆转录酶的作用下合成cDNA，再在反应体系中加入______种引物、_________、__________________、缓冲体系、荧光标记的新冠病毒核酸探针。引物的作用是__________________________________________________________，PCR每个循环包括____________________________3个阶段。
病毒只能寄生在活细胞中
血清
2
Taq酶
变性、复性、延伸
4种脱氧核苷酸
使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸
3）图2中“平台期”出现的最可能的原因是__________________________________
_____________________________________________________________________________。理论上，在检测过程中，有荧光标记的“杂交双链”出现，则说明检测结果呈_______（填“阴”或“阳”）性，但为了保证检测结果的准确性，一般要达到或超过阈值时才确诊，Ct值越大表示被检测样本中病毒数目越______。
反应体系中的原料（引物，探针）数量一定，超出一定的循环数后，荧光标记的“杂交双链”不再增加
阳
少
[2020海南卷] 为了某些需要，需对胚胎的性别进行鉴定。目前最有效最准确的方法是SRY-PCR法，操作的基本程序是：从被测的囊胚中取出几个____________（填部位）细胞，提取DNA；然后用位于Y染色体上的性别决定基因（即SRY基因）的一段碱基作________，以____________________为模板进行PCR扩增；与SRY特异性探针出现阳性反应者，胚胎为_____性。
[补充] PCR还可以用于性别鉴定
滋养层
引物
滋养层细胞DNA
雄
[补充] PCR还可参与亲子鉴定
下图是利用PCR技术和电泳技术进行的某一次亲子鉴定结果图谱。
2) 利用PCR技术扩增DNA的过程中还需要________酶的作用，但它必须在相应的________的作用下才能完成对DNA的复制。假若有一段DNA序列为：
5′—GTTAACCTTAG—3′
3′—CAATTGGAATC—5′
(1)PCR技术能把某一DNA分子片段进行扩增。它是利用了DNA的________原理，通过控制________来控制DNA________与结合。
((3)图①是把含有21个氨基酸的多肽进行水解，得到的氨基酸混合物进行电泳的结果，故可推知该多肽由________种氨基酸构成。
所用引物Ⅰ为：5′—GTTA—OH，则引物Ⅱ为：___________________。
4) 图②为通过提取某小孩和其母亲，以及待测定的四位男性的DNA，分别由酶处理后，生成含有若干DNA片段，并进行扩增得到的混合物，然后进行电泳所得到的一组DNA指纹图谱，请分析：F1～F4中，你认为图②中____________是该小孩真正生物学上的父亲。为什么
Taq
5′—CTAA—OH
F2
因为C和F2两者之间的DNA指纹图谱相同
引物
[补充] 蛋白质工程
[2022山西吕梁 / 成都模拟节选] 地球上纤维素含量丰富，其酶解产物利用非常广泛，但通常存在纤维素酶催化活性低下、持续催化能力较弱等问题，导致生产成本较高，影响其在生产生活中的应用。采用蛋白质工程技术对纤维素酶进行分子改造，可有效解决纤维素酶活性低下、催化能力较弱的问题。回答下列问题：
1) 蛋白质工程是通过_______________________，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。与基因工程相比，蛋白质工程可以生产________________________________。
3) 纤维素酶的结合域（CBM）在纤维素的降解中扮演着重要角色，研究发现通过对CBM活性部位的2个色氨酸残基进行改造，会得到能持续催化水解纤维素的纤维素酶，请概述获得该种纤维素酶的大致流程：_________________________________________________________________
基因修饰或基因合成
新的蛋白质
预期新的纤维素酶的功能，设计蛋白质结构，推测在原有序列改造两个色氨酸残基后应有的氨基酸序列，找到到对应的DNA序列人工合成并扩增以得到大量基因片段，导入酵母细胞并使之稳定表达，得到表达产物纤维素酶
4) 纤维素酶连接区的主要作用是柔性连接催化域和结合域，多数由脯氨酸、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸等组成，极易被蛋白水解酶水解，但经糖基化修饰后可以很好地防止蛋白水解酶的水解。推测原因可能是____________________________________________________________________________________________________________________。为了深入研究其功能，尽可能地提高纤维素酶的活性，对连接区的改造研究主要体现在______________________________________（答两点）等方面。
5) 对纤维素酶的改造，还可以通过蛋白质定向进化手段实现，为了达到最终的结果，在研究中只需要人为地为蛋白质制造进化条件，就能够使纤维素酶的基因发生改变。与传统的蛋白质工程相比较，该方法具有的优点是__________________________________________（答一点）。
2) 酶解法降解实现了对纤维素的有效利用，其优点是____________________________。（答两点）。将纤维素催化分解为其他有用的物质，增加了经济效益；酶催化过程无污染
氨基酸序列和蛋白质的空间结构
减少筛选量，减少人工操作步骤
糖基化修饰后酶连接区空间结构发生改变，使色氨酸残基暴露而易被水解的氨基酸被隐藏
[补充] DNA的粗提取与鉴定
3.如图所示为鸡血细胞中DNA的粗提取和鉴定实验过程中的部分操作示意图，请据图分析，回答下列问题：
1) 图示操作的正确顺序是____________________(用图中序号与箭头表示)。
2) 在提取过程中使用不同浓度的NaCl溶液的目的是
_________________________________________________________________。
C→B→E→D→A
利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度的不同，去除DNA溶液中的杂质
3) 步骤A的目的是_____________________________，其依据原理是_______________________________________________________________________________。
4) 向烧杯中加入__________试剂，________________后，如果出现_________，则证明最终提取到的物质的主要成分为DNA。
5) 实验室利用洋葱等植物样品提取DNA时，须先破碎细胞，此时需添加食盐和__________进行研磨，添加该物质的目的是_______________。
6) 某学生试图用羊血代替鸡血进行实验，结果没有成功，其原因最可能是_____________________________________________________________。
析出并获得较纯净的DNA
DNA不溶于酒精溶液，但细胞中某些蛋白质则溶于酒精(2023浙江1月高考 )
二苯胺
沸水浴加热
蓝色
洗涤剂
溶解细胞膜
羊血含DNA太少(或哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核)

展开更多......

收起↑