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2024年6月12日高中生物作业
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．研究者试图通过蛋白质工程技术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。以下说法错误的是（ ）
A．改造过程中需要用到限制酶和DNA连接酶
B．该过程核心技术是基因工程
C．改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种
D．改造后的中华鲟产生的后代不具有改造后的蛋白质
2．生物工程的应用领域非常广泛，下列对于生物工程应用有关叙述错误的是（ ）
A．泡菜的腌制过程中加入一定量的“老汁”（陈泡菜水），是因为“老汁”中含有大量的乳酸菌，使其在短时间形成优势菌种
B．作物脱毒目前一般采用茎尖等分生组织培养技术脱去病毒，是因为茎尖等分生区分裂旺盛
C．利用蛋白质工程可以生产出自然界不存在的蛋白质，但这种技术最终只能通过操作基因来完成
D．胚胎分割若在囊胚期，内细胞团和滋养层细胞均需进行均等分割
3．科学家利用蛋白质工程技术将葡萄糖异构酶的第138位甘氨酸用脯氨酸替代，结果它的最适温度提高了10~12℃。据分析，脯氨酸替代甘氨酸后，由于引入了一个吡咯环侧链，刚好填充于138位甘氨酸附近的空洞，使蛋白质空间结构更具刚性，从而提高了酶的热稳定性，下列说法正确的是（ ）
A．蛋白质工程和基因工程的根本区别是操作对象的差异
B．蛋白质工程操作过程中，不需要酶和载体作为工具
C．蛋白质工程的目的是获得满足人类生产和生活需求的蛋白质
D．经改造后的葡萄糖异构酶热稳定性提高这一性状不可遗传
4．下列关于蛋白质工程的说法,错误的是（　　）
A．蛋白质工程能生产自然界中不存在的新型蛋白质
B．实施蛋白质工程的基本途径必须从预期蛋白质功能出发
C．蛋白质工程实施过程中可对关键氨基酸直接置换或增删
D．构建基因表达载体也是蛋白质工程的核心步骤
5．科学家将人的生长激素基因插入小鼠基因组内制成膀胱生物反应器，使小鼠膀胱可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。下列叙述中正确的是（　　）
A．利用膀胱生物反应器生产人的生长激素属于蛋白质工程的应用
B．选择小鼠膀胱组织细胞作为人的生长激素基因的受体细胞从而将该基因导入小鼠基因组
C．转基因小鼠中，人的生长激素基因只存在于膀胱上皮细胞中
D．只在小鼠细胞中检测到人的生长激素基因，不能说明该技术已获得成功
6．Kampen等科学家为研究脂肪酶突变体对底物专一性的影响，将其蛋白质第356位的丝氨酸替换为缬氨酸，发现其活性降低为原来的1/12，下列叙述错误的是（　　）
A．上述过程属于蛋白质工程
B．蛋白质工程需要构建重组DNA分子
C．该过程的实质是对脂肪酶在分子水平上进行改造
D．常用化学方法直接将脂肪酶第356位的丝氨酸替换为缬氨酸
7．我国科学家利用基因定点突变技术，对枯草杆菌碱性蛋白酶BAPB92第188位、239位和262位氨基酸残基进行改造，构建了突变体BAPB92（A188P）、BAPB92（Q239R）和BAPB92 （A188P/V262I）。相对于野生型，BAPB92（A188P） 酶活力提高了2.6倍； BAPB92 （Q239R）酶活力提高了2.5倍： BAPB92（A188P/V262I） 酶活力提高了3.3倍。并且突变体蛋白酶的热稳定性和耐碱情况均得到较大提高。下列相关叙述正确的是（ ）
A．碱性蛋白酶BAPB92的改造无需设计蛋白酶突变体的结构
B．水解替换酶BAPB92第188位的氨基酸可获得突变体BAPB92（A188P）
C．枯草杆菌碱性蛋白酶的改造工程遵循的原理是基因突变
D．三种突变体中BAPB92（A188P/V262I）降低反应活化能的效果最显著
8．新冠病毒通过其表面棘突蛋白（S蛋白）的受体结合域（RBD）与人体细胞表面的ACE2受体相互作用，侵入人体细胞。研究人员设计并合成了一种自然界不存在的LCB1蛋白药物，可识别并紧密结合S蛋白的RBD，以干扰新冠病毒的感染。采用蛋白质工程技术制造出LCB1蛋白的过程正确顺序是（ ）
①合成LCB1蛋白基因
②推测LCB1蛋白的氨基酸序列和确定相对应的脱氧核苷酸序列
③表达出LCB1蛋白
④根据预期的LCB1蛋白的功能设计其结构
A．④①②③ B．②①③④ C．④②①③ D．④②③①
9．下列有关生物工程的叙述，正确的有（ ）
①基因工程的核心步骤是构建基因表达载体 ②蛋白质工程可通过直接改造蛋白质的结构从而改变其功能 ③克隆羊的培育涉及细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植等技术 ④PCR技术需要利用限制性核酸内切酶打开DNA双链 ⑤利用核移植技术可以培育试管婴儿 ⑥牛胚胎发育的历程是：受精卵→桑椹胚→原肠胚→幼体 ⑦植物体细胞杂交的第一步是制备原生质体 ⑧利用植物茎尖培养脱毒苗时，需要对离体的茎尖、培养基等进行灭菌
A．一项 B．两项 C．三项 D．四项
10．关于蛋白质工程和基因工程，下列叙述正确的是（ ）
A．基因工程需要在分子水平对基因进行操作，蛋白质工程不需要对基因进行操作
B．基因工程所用的工具，蛋白质工程不需要
C．基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，蛋白质工程要改造现有的蛋白质产生自然界不存在的新蛋白质，或制造一种新的蛋白质
D．基因工程需要在受体细胞中表达出蛋白质，蛋白质工程则是在实验室直接制造出蛋白质
11．基因工程和蛋白质工程技术有很大的应用价值，可用于医药及其他工农业生产中。下列关于基因工程和蛋白质工程的叙述，正确的是（ ）
A．蛋白质工程操作对象是蛋白质，不需要以酶和载体为工具
B．目的基因的检测与鉴定是培育转基因生物的核心环节
C．基因工程操作中所用质粒都是来自于细菌细胞中天然的质粒
D．PCR扩增相关目的基因时，子链的合成方向是5'端到3'端
12．蛋白质工程可以说是基因工程的延伸。下列有关蛋白质工程的表述正确的是（　　）
A．基因工程需要在分子水平对基因进行操作，蛋白质工程不需要对基因进行操作
B．蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列
C．蛋白质工程可以改造酶，提高酶的热稳定性
D．蛋白质工程不可以改造蛋白质的结构和活性
二、多选题
13．下列与基因工程相关的叙述，错误的是（ ）
A．目的基因必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制
B．转基因生物是否培育成功需要进行个体生物学水平的鉴定
C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的
D．转基因抗虫棉的Bt毒蛋白基因能抗病毒、细菌、真菌
14．科研团队利用农杆菌转化法将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中，使它呈现出自然界没有的颜色变异。以下说法正确的是（ ）
A．在自然条件下，农杆菌能侵染单子叶植物和裸子植物，而对大多数双子叶植物没有侵染能力
B．利用农杆菌介导的矮牵牛转基因技术有两次转化，第一次是将含目的基因的重组Ti质粒导入Mg2+处理的农杆菌中
C．利用基因定点突变技术改造矮牵牛相关基因提高其抗虫性，属于蛋白质工程技术
D．检测转基因矮牵牛是否培育成功的第一步可以采用PCR等技术
15．苏云金芽孢杆菌中的杀虫晶体蛋白Cry具有杀虫毒性，但Cry蛋白存在杀虫谱窄、毒力有限等问题，制约了其在农业生产中的进一步应用。科学家通过定点突变，将Cry蛋白第168位的组氨酸替换为精氨酸后，Cry蛋白对烟草天蛾的毒性提高了3倍；将Cry蛋白第282位、第283位的丙氨酸和亮氨酸分别替换成甘氨酸和丝氨酸后，Cry蛋白对舞毒蛾的毒性提高了7倍。下列叙述错误的是（ ）
A．对Cry蛋白改造需要重新合成新的基因
B．通过测定DNA的序列确定定点突变是否成功
C．根据Cry蛋白的氨基酸序列只能推测出一种相应的mRNA序列
D．经改造后的苏云金芽孢杆菌中的Cry蛋白毒性提高这一性状不可遗传
16．下列关于基因工程和蛋白质工程的叙述不正确的是（ ）
A．将某蛋白基因导入牛的乳腺细胞后可形成乳腺生物反应器
B．蛋白质工程可以改造现有的蛋白质或制造出新的蛋白质
C．蛋白质工程是基因工程的延伸，不需要对基因进行操作
D．从工程菌大肠杆菌中获得的人类干扰素可直接使用
三、非选择题
17．我国传统白酒酿造过程中糖化与发酵往往同时进行，随着发酵的进行发酵产物会使酒糟酸度不断降低，普通α-淀粉酶的活性也随之降低，导致淀粉水解不彻底。获得耐酸性α-淀粉酶成为生产的迫切需求，某科研团队欲对α-淀粉酶进行改造或获得高产耐酸性α-淀粉酶的酵母菌。回答下列问题：
(1)使用酵母菌作为菌种进行酒精发酵时，酸度不断降低的原因是 。
(2)某研究人员从芽孢杆菌中获得耐酸性α-淀粉酶基因通过基因工程技术获得产耐酸性α-淀粉酶的酵母菌，其流程如图所示：
①为让目的基因插入质粒，质粒DNA分子上应有 。基因工程的核心步骤是 （填图中字母）。
②过程c中欲检测耐酸性α-淀粉酶基因是否插入酵母菌的DNA上，可采用DNA分子杂交技术，即将转基因酵母菌的基因组DNA提取出来，以 作为探针，使探针与基因组DNA杂交。
(3)研究人员通过蛋白质工程也获得了耐酸性α-淀粉酶：
①基本操作流程是从耐酸性α-淀粉酶功能出发→ （从下列操作或思路中选择正确的序号并排序）。
A．人工合成α-淀粉酶基因；
B．人工合成耐酸性α-淀粉酶基因；
C．推测耐酸性α-淀粉酶的氨基酸序列；
D．设计耐酸性α-淀粉酶的三维结构；
E．将获得的基因导入受体细胞生产耐酸性α-淀粉酶；
F．将获得的基因导入受体细胞生产α-淀粉酶；
②不同团队对α-淀粉酶进行了不同改造，实验后获得其中两种耐酸性α-淀粉酶，分别标号1、2；在一定条件下测定酶活性，结果如图所示。研究人员认为 更适宜工厂化生产，理由是 。
(4)根据以上信息，总结基因工程与蛋白质工程的区别与联系： 。
18．1965年中国科学家人工合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素，摘取了人工合成蛋白质的桂冠。此后科学家又提出了利用基因工程改造大肠杆菌生产人胰岛素的两种方法：“AB”法是根据胰岛素A、B两条肽链的氨基酸序列人工合成两种DNA片段，利用工程菌分别合成两条肽链后将其混合自然形成胰岛素；“BCA”法是利用胰岛B细胞中的mRNA得到胰岛素基因，利用工程菌获得胰岛素。这两种方法使用同一种质粒作为载体。请回答下列问题。
(1)由于 ，“AB”法中人工合成的两种DNA片段均有多种可能的序列。 (填“AB”、“BCA”或“AB和BCA”)法获取的目的基因中不含人胰岛素基因启动子。
(2)下图是利用基因工程生产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构。在设计PCR引物时最好添加限制酶 的识别序列，选择依据是 。经GenBank检索后，得知胰岛素基因左端①处的碱基序列为-GCATTCTGAGGC-，则其中一种引物设计的序列是5′- -3′。

(3)天然胰岛素制剂容易形成二聚体或六聚体，皮下注射胰岛素后往往要经历一个逐渐解离为单体的过程，这在一定程度上延缓了疗效。科学家希望利用蛋白质工程技术，对胰岛素进行改造，基本思路是：从预期的蛋白质功能出发→ → →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→获得所需要的蛋白质。
(4)目前，科学家已通过将B链的第28位氨基酸—脯氨酸(密码子为CCU)替换为天冬氨酸(密码子为GAU)，有效抑制了胰岛素的聚合，研发出速效胰岛素类似物产品。在改造用BCA法获得的胰岛素基因时，可运用大引物PCR进行定点突变，相关原理如下图所示。

为保证有效抑制胰岛素的聚合，进行第一次PCR时所用的突变上游引物的合理设计是 。利用所获得的大引物、模板和其他引物等进行第二次PCR，要获得带有突变位点的、适于与图1中质粒构建基因表达载体的改良基因，引物应选用大引物两条链中的 (填“①”或“②”)；至少进行 次循环才能获得双链等长的改良基因。
(5)β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。将转化后的大肠杆菌接种到添加了 等成分的培养基上，呈现 色的菌落即为含有重组质粒的大肠杆菌菌落。
19．生物燃料乙醇是重要的清洁能源。传统的生物乙醇通过高粱、甘蔗等粮食进行生产，对粮食消耗巨大。高粱等植物的秸秆中含有丰富的半纤维素（主要水解产物是木糖），可以用作染料乙醇生产的原材料。
酿酒酵母是用作乙醇发酵的重要菌种，但因其本身跨膜转运木糖困难以及缺乏专一性的木糖代谢酶，故不能直接利用木糖进行乙醇发酵。研究人员通过基因工程手段使酵母细胞超表达木糖转运体，并将木糖代谢相关的XR酶和XDH酶的基因导入野生型的酿酒酵母中，在酵母细胞内建立起了木糖代谢的通路，如图1中途径I所示。
(1)木糖转运体能特异性地转运木糖而非葡萄糖，主要取决于木糖转运体蛋白质的___（单选）。
A．氨基酸间的连接方式 B．合成和加工的细胞器
C．两侧木糖和葡萄糖浓度 D．活性中心的空间结构
(2)在合适的发酵条件下发现，重组酵母相对于原菌株对于木糖的利用效率并未得到显著的改善，结合图1和所学知识分析，以下原因分析合理的有___（多选）。
A．重组酵母的木糖转运体的转运效率不高
B．酒精发酵与木糖代谢竞争NADH
C．导入的XR酶和XDH酶的基因无法在酵母细胞中表达
D．酵母胞质内环境与XR、XDH等酶的最适反应环境不一致
为了提高乙醇的产量，研究人员利用基因工程技术将XK基因与增强启动子相连，导入受体细胞中，观察工程菌的乙醇发酵情况，技术路线如图2所示，其中①～④代表PCR扩增引物，LEU2基因是亮氨酸合成基因，URA3基因是尿嘧啶合成基因。如表是工程菌a和工程菌b在同等适宜条件下分别进行葡萄糖木糖共底物发酵实验的部分产物检测结果。
木糖利用g/L 乙醇产量g/L 木糖醇产量g/L
工程菌a 12.4 9.4 0.7
工程菌b 5.6 6.9 4.8
(3)为了使XK基因与载体质粒有效连接，可以通过PCR技术在XK基因的上下游引入限制性内切核酸酶 的识别序列，再用对应酶切后通过DNA连接酶连接。设计的扩增引物位置是图2中的 （编号选填）。
(4)选出恰当的编号填在下表中，完成工程菌a和工程菌b的制备过程（编号选填）。
制备工程菌a 制备工程菌b
导入质粒 重组质粒a+重组质粒b 重组质粒b
受体细胞 （1） （2）
筛选用培养基 （3） （4）
①野生型酿酒酵母②亮氨酸缺陷型酿酒酵母③尿嘧啶缺陷型酿酒酵母④葡萄糖为碳源⑤木糖为唯一碳源⑥缺少亮氨酸⑦缺少尿嘧啶⑧添加青霉素
(5)结合图1、2和表中数据，分析工程菌a提高了乙醇产量的原因 。
研究人员还在嗜热细菌中发现了XI酶。XI酶能催化木糖直接转化为可被酿酒酵母直接吸收利用的木酮糖。将XI酶的相关基因导入野生型的酿酒酵母，建立了图1中途径II所示的木糖代谢通路。
(6)导入XI酶基因的酿酒酵母在实际的葡萄糖木糖共底物发酵实验中并没有表现出比野生型酿酒酵母更优良的木糖利用率和乙醇产率。请结合题干信息分析原因，并提出一项能够增加乙醇产率的改进策略 。
20．嗜热土壤芽孢杆菌产生的β-葡萄糖苷酶(BglB)是一种耐热纤维素酶。为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下实验。如图为质粒限制酶酶切图谱，如表为几种限制酶的识别序列及酶切位点。请回答下列问题：
(1)通常情况下，获得的目的基因需要进行扩增，最简便的方法是 技术。
(2)分析上图，可选择 和 两种不同的限制酶切割质粒，以防止质粒自身环化。质粒被切割后，可用 将其与目的基因连接。在动物基因工程中将目的基因导入受体细胞时通常的方法是 。
(3)大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为 。
(4)蛋白质工程是二代基因工程，它的基本途径是从预期的蛋白质功能出发→ → →找到相对应的脱氧核苷酸序列。
21．水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。科学家采用重叠延伸PCR技术使水蛭素中的第127位氨基酸由甘氨酸变成甲硫氨酸，提高其抗凝血活性。该技术采用具有互补末端的引物。使PCR产物形成了重叠链。从而在随后的扩增反应中通过重叠链的延伸，将不同来源的扩增片段重叠拼接起来，获得定点突变的水蛭素基因（EG），然后导入受体细胞表达新的水蛭素，原理如图。

(1)PCR的全称是 ，PCR过程需要提供两种引物，原因是 。
(2)利用重叠延伸PCR技术诱变水蛭素基因时，将预期的突变碱基设计在PCR的引物3和引物4中，制备出“PCR体系1”和“PCR体系2”，分别进行PCR扩增。“PCR体系2”中加入的引物是 。PCR体系1和PCR体系2必须分开进行的原因是 。

(3)将获得的EG基因与载体结合，如图2标注了载体、EG基因的限制酶切点、EG基因两端的部分序列。结合图1、图2信息，获得EG基因时应在引物1、引物2的 （填“5'”或“3'”）端添加限制酶 的识别序列，设计的引物1、2的序列分别为 。（从5'端书写，写出前12个碱基序列即可）
(4)研究发现改造后的水蛭素经蛋白酶水解后，产物中的肽仍具有抗凝血活性，而天然水蛭素的水解产物则无抗凝血活性。若要比较改造后的水蛭素、改造后水蛭素酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，请简要写出实验设计思路： 。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．D
【分析】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。
【详解】A、蛋白质工程的核心是基因工程，所以改造过程中需用到限制酶和DNA连接酶，A正确；
B、蛋白质工程是第二代基因工程，故基因工程是蛋白质工程的核心技术，B正确；
C、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，它们之间没有生殖隔离，C正确；
D、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产生的后代也具有改造后的蛋白质，D错误。
故选D。
2．D
【分析】进行胚胎分割时，应选择形态正常、发育良好的桑椹胚或囊胚进行操作，应注意将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的恢复和进行一步发育。
【详解】A、泡菜的腌制过程中加入一定量的“老汁”（陈泡菜水），是因为“老汁”中含有大量的乳酸菌，使其在短时间形成优势菌种，增加菌种数量，有助于泡菜的制作，A正确；
B、脱毒苗的培育采用了植物组织技术，培育脱毒苗应选用分生组织，因为其分裂旺盛，所含的病毒少或者不含病毒，B正确；
C、蛋白质工程不是对蛋白质分子的直接改造，而是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达形状，合成新的蛋白质，这种技术最终只能通过操作基因来完成，C正确；
D、若在囊胚期进行胚胎分割，内细胞团需均等分割，而滋养层不需要均等分割，D错误。
故选D。
3．C
【分析】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系统，这个生物系统可以是转基因微生物、转基因植物、转基因动物，甚至可以是细胞系统。
【详解】A、蛋白质工程和基因工程都要对基因进行操作，其操作对象相同，A错误；
B、蛋白质工程要通过基因工程实施，需要酶和载体作为工具，B错误；
C、蛋白质工程的实质是定向改造或生产人类所需蛋白质，故蛋白质工程可以获得满足人类生产和生活需求的蛋白质，C正确；
D、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，由于是对基因进行的改造，遗传物质已经改变，属于可以遗传的变异，D错误。
故选C。
4．C
【分析】蛋白质工程的过程为：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）。
【详解】A、蛋白质工程能通过修改基因或创造合成新基因，生产自然界中不存在的新型蛋白质，A正确；
B、蛋白质工程的过程为：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因），实施蛋白质工程的基本途径必须从预期蛋白质功能出发，B正确；
C、蛋白质工程不是对蛋白质分子的直接改造，而是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达性状，合成新的蛋白质，C错误；
D、基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，蛋白质工程是二代基因过程，则核心步骤也是构建基因表达载体，D正确。
故选C。
5．D
【分析】基因工程主要应用于提高农作物的抗逆能力，改良农作物的品质，利用植物生产药物；在动物方面的应用，主要用于改良动物品种、建立生物反应器、器官移植，还可以生产基因药物和进行基因治疗。
【详解】A、科学家将人的生长激素基因插入小鼠基因组内制成膀胱生物反应器，使小鼠膀胱可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。该过程利用了基因工程的技术，即利用膀胱生物反应器生产人的生长激素，属于基因工程的应用，A错误；
B、形成转基因动物时，受体细胞为受精卵，即将人的生长激素基因构建基因表达载体后导入鼠的受精卵内，形成转基因鼠，B错误；
C、由于人的生长激素基因导入了鼠的受精卵内，由受精卵发育为转基因鼠，故导入成功的人生长激素基因存在于小鼠的所有细胞中，但只在膀胱组织细胞中才表达，C错误；
D、只在小鼠细胞中检测到人的生长激素基因，不能说明该技术已获得成功，若证明该技术成功，则需要检测到成功表达的人的生长激素，可通过抗原-抗体杂交技术进行检测，D正确。
故选D。
6．D
【分析】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。
蛋白质工程的过程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）→最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。
【详解】A、将蛋白质第356位的丝氨酸替换为缬氨酸， 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，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，属于蛋白质工程，A正确；
B、蛋白质工程是对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达，须构建重组DNA分子，B正确；
C、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，对蛋白质在分子水平上进行改造，C正确；
D、蛋白质工程不是直接对氨基酸进行替换，而是从预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）→最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成，D错误。
故选D。
7．D
【分析】定点突变是指通过聚合酶链式反应（PCR）等方法向目的DNA片段（可以是基因组，也可以是质粒）中引入所需变化（通常是表征有利方向的变化），包括碱基的添加、删除、点突变等。定点突变能迅速、高效的提高DNA所表达的目的蛋白的性状及表征，是基因研究工作中一种非常有用的手段。
【详解】A、碱性蛋白酶BAPB92的改造需要设计蛋白酶突变体的结构，再进行PCR扩增、转化、筛选阳性克隆及测序等一系列操作，A错误；
B、水解替换酶BAPB92第188位的氨基酸只是改变蛋白质，不可以获得突变体BAPB92（A188P），B错误；
C、基因突变是不定向的，枯草杆菌碱性蛋白酶的改造工程遵循的原理是通过PCR等方法向目的DNA片段（可以是基因组，也可以是质粒）中引入所需变化（通常是表征有利方向的变化），包括碱基的添加、删除、点突变等，是定向的，C错误；
D、BAPB92（A188P/V262I） 酶活力最高，降低反应活化能的效果最显著，D正确；
故选D。
8．C
【分析】蛋白质工程是指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，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。
【详解】蛋白质工程的基本流程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列或合成新的蛋白基因→获得所需要的蛋白质，C正确，ABD错误。
故选C。
9．C
【分析】现代生物工程技术包括基因工程、细胞工程、胚胎工程、生态工程等，其中的技术包括核移植技术、细胞培养、体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植、胚胎分割技术等。
【详解】①基因工程的核心步骤是构建基因表达载体，①正确；
②蛋白质工程是通过改造基因，从而改变蛋白质的结构，改变其功能，②错误；
③克隆羊的培育涉及细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植等技术，③正确；
④PCR技术是利用高温解旋打开DNA双链，④错误；
⑤试管婴儿利用了体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术，没有用的核移植技术，⑤错误；
⑥牛胚胎发育的历程是：受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体，⑥错误；
⑦植物体细胞杂交的第一步是去除细胞壁，制备原生质体，⑦正确；
⑧利用植物茎尖培养脱毒苗时，需要对离体的茎尖、培养基等进行消毒，⑧错误。
三项正确，故选C。
10．C
【分析】1、蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出的第二代基因工程，因为是对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，所以必须通过基因修饰或基因合成实现。
2、蛋白质工程的流程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质。
【详解】A、基因工程和蛋白质工程都需要对基因进行分子水平操作，A错误；
B、基因工程所用的工具，蛋白质工程都需要，B错误；
C、基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，蛋白质工程要改造现有的蛋白质产生自然界不存在的新蛋白质，或制造一种新的蛋白质，C正确；
D、基因工程需要在受体细胞中表达出蛋白质，蛋白质工程也是在受体细胞中表达出蛋白质，D错误。
11．D
【分析】1、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。2、目前，蛋白质工程成功的例子不多，因为蛋白质的功能必须依赖于正确的高级结构，而科学家对大多数蛋白质的高级结构的了解还很不够，要设计出更加符合人们需要的蛋白质还需要艰辛的探索。
【详解】A、蛋白质工程操作对象是基因，需要以酶和载体为工具，A错误；
B、基因表达载体的构建是培育转基因生物过程中的核心环节，B错误；
C、基因工程操作中所用质粒是改造后的质粒，C错误；
D、扩增目的基因时，合成DNA的方向是从子链的5'端到3'端，D正确。
故选D。
12．C
【分析】1、基因工程是将一种生物的基因转移到另一种生物体内，产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状，但只能生产自然界已存在的蛋白质；蛋白质工程是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达形状，合成新的蛋白质，蛋白质工程从属于基因工程，蛋白质工程是第二代基因工程。
2、蛋白质工程的过程为：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）→合成相应蛋白质。
【详解】A、基因控制蛋白质的合成，蛋白质工程也需要对基因进行操作，A错误；
B、蛋白质工程改变的是蛋白质分子的少数氨基酸，B错误；
C、酶的本质绝大多数是蛋白质，蛋白质工程可以改造酶，提高酶的热稳定性，C正确；
D、蛋白质工程是通过修改基因或创造合成新基因来合成新的蛋白质，可以改造蛋白质的结构和活性，D错误。
故选C。
13．ACD
【分析】基因工程的基本操作程序是：目的基因的的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、启动子和终止子分别控制转录的开始和终止，外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行转录，启动子和终止子与复制无关，A错误；
B、检查转基因生物是否培育成功，可以从分子水平上鉴定，但最终还需要进行个体生物学水平的鉴定，B正确；
C、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；
D、转基因抗虫棉的Bt毒蛋白能抵抗棉铃虫的侵害，提高棉花的产量和品质，但不能抵抗病毒、细菌、真菌，D错误。
故选ACD。
14．CD
【分析】基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
【详解】A、农杆菌侵染双子叶植物是因为双子叶植物可以产生一种酚类化合物，但单子叶植物通常不能，所以农杆菌不会感染单子叶植物；因此，农杆菌转化不能用于将目标基因导入单子叶植物，A错误；
B、利用农杆菌介导的矮牵牛转基因技术有两次转化，第一次是将含目的基因的重组Ti质粒导入Ca2+处理的农杆菌中，B错误；
C、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，因此利用基因定点突变技术改造矮牵牛相关基因提高其抗虫性，属于蛋白质工程技术，C正确；
D、检测转基因矮牵牛是否培育成功的第一步可以先先检测目的基因是否成功导入，可以采用PCR等技术，D正确。
故选CD。
15．ACD
【分析】通过定点突变，将蛋白质的某一氨基酸进行改造，本质属于基因突变。不同的突变带来的改变无法预测。
【详解】A、对Cry蛋白改造通过改造编码Cry蛋白的基因来实现，A错误；
B、DNA中碱基的排列顺序代表遗传信息，因此，可通过测定DNA的序列确定突变是否成功，B正确；
C、由于密码子的简并性，根据Cry蛋白的氨基酸序列可以推测出多种mRNA序列，C错误；
D、对编码Cry蛋白的基因进行定点突变，其遗传物质发生改变，故经改造后的苏云金芽孢杆菌中的杀虫晶体蛋白Cry毒性提高这一性状是可以遗传的，D错误。
故选ACD。
16．ACD
【分析】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。
【详解】A、将某蛋白基因导入牛的受精卵后发育形成乳腺生物反应器，A错误；
B、蛋白质工程可以改造现有的蛋白质或制造出新的蛋白质，为第二代基因工程，B正确；
C、蛋白质工程是基因工程的延伸，需要对基因进行操作，C错误；
D、由工程菌大肠杆菌获得人类干扰素的成分后不可直接应用，原因是大肠杆菌属于原核生物，其中不含内质网和高尔基体，不能对干扰素进行加工，D错误。
故选ACD。
17．(1)酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都生成CO2
(2) 一个至多个限制酶切割位点 a 耐酸性α-淀粉酶基因
(3) DCBE 1号酶 1号酶的活性受pH影响小
(4)区别：基因工程只能生产自然界中现有蛋白质，或蛋白质工程可以创造全新蛋白质
联系：基因工程是蛋白质工程的基础，蛋白质工程是第二代基因工程
【分析】基因工程的基本操作步骤包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。基因表达载体的构建是基因工程的核心工作，基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
【详解】（1）酵母菌为兼性厌氧型生物，有氧呼吸和无氧呼吸都会产生CO2，故作为菌种进行酒精发酵时会使酸度不断降低。
（2）①质粒 DNA 分子上有一个至多个限制酶切割位点，供外源 DNA 片段（基因）插入其中；基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。
②过程c是目的基因的检测与鉴定，以耐酸性α-淀粉酶基因作为探针，可采用PCR等技术检测耐酸性α -淀粉酶基因是否插入酵母菌的DNA上。
（3）①蛋白质工程的基本操作流程是从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核糖核苷酸序列( DNA )。故基本操作流程是从耐酸性α -淀粉酶功能出发→D设计耐酸性α -淀粉酶的三维结构→C推测耐酸性α -淀粉酶的氨基酸序列→B人工合成耐酸性α -淀粉酶基因→E将获得的基因导人受体细胞生产耐酸性α -淀粉酶。
②由图可知，经改造得到的1号酶在pH为1~7均具有活性，最适pH为2左右，而2号酶仅在pH为3~4具有活性，pH对2号酶的影响较大，使2号酶易失活，而对1号酶影响较小，因此，1号酶更适宜工厂化生产。
（4）基因工程与蛋白质工程的区别与联系是：
区别：基因工程是在 DNA 分子水平上，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。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，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。即基因工程只能生产自然界中现有蛋白质，或蛋白质工程可以创造全新蛋白质。
联系：蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出的第二代基因工程，因为是对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，所以必须通过基因修饰或基因合成实现。故基因工程是蛋白质工程的基础，蛋白质工程是第二代基因工程。
18．(1) 绝大多数氨基酸都有几个密码子(或密码子具有简并性，或一种氨基酸可能对应多种密码子) AB和BCA
(2) EcoR I和Xho I 胰岛素基因中有Sal I和Nhe I的识别序列，选用这两种会破坏目的基因；LacZ基因和氨苄青霉素抗性基因中均有Mun I的识别序列，会导致无法筛选；选EcoR I和Xho I能避免目的基因、质粒的自身环化和反向连接，使目的基因和质粒正确连接 GAATTCGCATTCTGAGGC
(3) 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列
(4) 将CCT改为GAT ② 3
(5) 氨苄青霉素、X-gal 白
【分析】1、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→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）；最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。
2、选择合适的限制酶对目的基因和质粒进行切割的原则：①不能破坏目的基因；②不能破坏所有的抗性基因（至少保留一个）；③最好选择两种限制酶分别切割质粒和目的基因，防止目的基因和质粒反向连接，同时要防止目的基因自身环化和质粒的自身环化。
3、利用一对引物进行PCR时，根据半保留复制特点可知，前两轮循环产生的四个DNA分子的两条链均不等长，第三轮循环产生的DNA分子存在等长的两条核苷酸链，即两个引物之间的碱基序列。
【详解】（1）根据题干信息“AB法是根据胰岛素A、B两条肽链的氨基酸序列人工合成两种DNA片段，利用工程菌分别合成两条肽链后将其混合自然形成胰岛素”，AB法是先根据胰岛素A、B两条肽链的氨基酸序列推测得到mRNA，再由mRNA推测出DNA，由于密码子具有简并性，所以得到的mRNA就会有多种可能，从而使AB法中人工合成的两种DNA片段均有多种可能的序列。
结合题干BCA法是通过从人体胰岛B细胞中的mRNA得到胰岛素基因，以及题干“AB法是根据胰岛素A、B两条肽链的氨基酸序列人工合成两种 DNA片段”，而在基因的结构中，启动子在非编码区，是不会被转录和翻译的，则根据相应mRNA或者氨基酸序列反向推知的DNA序列都不含启动子部分，因此AB和BCA法获取的目的基因中不含人胰岛素基因启动子。
（2）根据题图，对于目的基因，Sal Ⅰ和Nhe Ⅰ的作用位点在目的基因中间，会破坏目的基因，则在引物设计时不能选择添加这两种限制酶的识别位点，只能在Xho Ⅰ、Mun Ⅰ和EcoR Ⅰ中选择；由于LacZ基因和氨苄青霉素抗性基因中均有Mun I的识别序列，若选择Mun Ⅰ，会导致标记基因都被破坏，而无法筛选；而质粒上EcoR Ⅰ的作用位点在只在一种标记基因（即LacZ基因）上，选择EcoR Ⅰ只会破坏一种标记基因，仍然保留了另一个标记基因以供筛选，同时为了避免目的基因、质粒的自身环化同时保证目的基因正确连接到质粒上（防止反向连接），需要再选择Xho Ⅰ限制酶进行双酶切。若要目的基因两侧带有EcoR I和Xho I这两种限制酶切割的黏性末端，则需要在（扩增目的基因）设计PCR引物时，添加限制酶EcoR I和Xho I的识别序列。
根据两种酶在质粒上的位置上可知，EcoR I识别序列更靠近启动子，质粒上的转录方向是从启动子→终止子，并且由胰岛素基因结构图可知，其转录方向是从左→右，因此需要在胰岛素基因的左侧添加EcoR I识别序列，Xho I的识别序列添加到胰岛素基因的右侧。已知胰岛素基因上面链左侧是5'-磷酸端，右侧是3'-OH端，则下面链的左侧是3'-OH端，右侧是5'-磷酸端，①处的碱基序列为5'-GCATTCTGAGGC-3'，则与①处互补的下面链对应位置为3'-CGTAAGACTCCG-5'，由于引物与模板链的3'端结合，因此左侧的引物应该与下面链结合，根据碱基互补配对原则可知，引物的序列应该是，5'-GCATTCTGAGGC-3'，由于引物从3'端开始连接核苷酸，因此要在引物5'端加上EcoR Ⅰ的识别序列5′-GAATTC-3'，综合这两段序列，可推知，该引物的设计序列是5′-GAATTCGCATTCTGAGGC-3′。
（3）蛋白质工程的思路是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→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→获得所需要的蛋白质。
（4）根据碱基互补配对原则，B链的第28位氨基酸—脯氨酸(密码子为CCU)替换为天冬氨酸 (密码子为GAU)，则需要将转录模板链相应位置GGA改为CTA，那么与之结合的相应引物的序列应由CCT改为GAT。
从大引物和目的基因的结合位点分析，若选择①链，由于其是与目的基因中间部位结合，导致其延伸的片段并不是完整的目的基因片段，只有选择②链才能与目的基因的3'端结合，然后从②链的3'端添加核苷酸才能获得完整的目的基因片段，因此要获得带有诱变点的改良基因，引物应选用大引物两条链中的②链。
利用大引物②链作为下游引物和常规上游引物共同进行PCR时，根据PCR过程和DNA 分子半保留复制特点可知，前两轮循环产生的四个DNA 分子的两条链均不等长，第三轮循环产生的DNA 分子存在等长的两条核苷酸链，即仅含两种引物之间的序列（即改良的基因序列）。
（5）已知β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。而结合题干题图，目的基因的插入破坏了lacZ基因的结构，使其不能正常表达，无法产生β-半乳糖苷酶，底物X-gal不会被分解，则菌落呈现白色。故应将转化后的大肠杆菌接种到添加了氨苄青霉素和X-gal的培养基上，筛选出的白色的菌落即为含有重组质粒的大肠杆菌菌落。
19．(1)D
(2)ABD
(3) Bcl Ⅱ ②③
(4) ②③ ③ ⑤⑥⑦ ⑤⑦
(5)工程菌a与工程菌b相比，导入了与增强启动子相连的XK基因，使得细胞超表达XK酶，提高了木糖代谢的中间产物木酮糖转变为X5P的效率，有利于产物向乙醇发酵转化。由表中数据可知，工程菌a的木糖利用率较工程菌b提高，木糖醇产量大大减少，说明木酮糖的快速代谢也解除了中间产物对前置反应的抑制作用，加快了木糖的利用和转化
(6)至少能够从木糖转运效率和XI酶最适反应温度两个角度分析木糖利用率和乙醇产率低的原因。能够运用定点突变或定向进化的蛋白质工程策略对表达XI酶的工程菌进行改造
【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、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。
（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。
【详解】（1）木糖转运体能特异性地转运木糖而非葡萄糖，主要取决于木糖转运体蛋白质活性中心的空间结构，因为该部位决定了其转运的物质种类，而所有蛋白质中氨基酸的连接方式都是相同的，即通过肽键连接，且膜上的转运蛋白质合成和加工的细胞器也是相同的，均为核糖体、内质网和高尔基体；膜两侧木糖和葡萄糖的浓度不是影响该转运体是否能转运葡萄糖的因素，即D正确，ABC错误。
故选D。
（2）A、重组酵母的木糖转运体的转运效率不高，因而无法提高木糖的利用率，A正确；
B、结合图示可知，酒精发酵与木糖代谢竞争NADH，因而不能高效利用木糖，B正确；
C、结合图示可知，导入的XR酶和XDH酶的基因在酵母细胞中表达了，并起到相应的作用，C错误；
D、酵母胞质内环境与XR、XDH等酶的最适反应环境不一致进而导致酶活性下降，因而木糖的利用效率低，D正确。
故选ABD。
（3）为了使XK基因与载体质粒有效连接，可以通过PCR技术在XK基因的上下游引入限制性内切核酸酶Bcl Ⅱ的识别序列，之所以这样设计是因为在质粒的启动子和终止子之间只有该限制酶的识别序列，因此为了实现目的基因和载体的连接，需要在引物的5’端添加上该限制酶的识别序列，再用对应酶切后通过DNA连接酶连接。由于引物的作用是在DNA聚合酶的催化下，在引物的3’端连接上脱氧核苷酸，因此，设计的扩增引物位置是图2中的②③。
（4）制备工程菌a导入的是质粒a和质粒b，其中含有的是亮氨酸合成酶基因和尿嘧啶合成酶基因，因此所用的受体细胞是②亮氨酸缺陷型酿酒酵母、③尿嘧啶缺陷型酿酒酵母；制备工程菌b导入的是质粒b，质粒b中含有尿嘧啶合成酶基因，因此，所用的受体细胞是③尿嘧啶缺陷型酿酒酵母；由于受体菌中导入了重组质粒a和b，因而成功导入的工程菌应该具有合成亮氨酸和尿嘧啶的能力，同时也可利用木糖，因此可在培养基中加入⑤木糖为唯一碳源、⑥缺少亮氨酸、⑦缺少尿嘧啶将工程菌a筛选出来；工程菌b中由于导入了重组质粒b，因此具有利用木糖的能力和自身合成尿嘧啶的能力，即需要用作筛选的培养基中加入⑤木糖为唯一碳源、⑦缺少尿嘧啶。
（5）工程菌a与工程菌b相比，导入了与增强启动子相连的XK基因，使得细胞超表达XK酶，提高了木糖代谢的中间产物木酮糖转变为X5P的效率，有利于产物向乙醇发酵转化。由表中数据可知，工程菌a的木糖利用率较工程菌b提高，木糖醇产量大大减少，说明木酮糖得快速代谢也解除了中间产物对前置反应的抑制作用，加快了木糖的利用和转化，因而工程菌a的使用能提高乙醇的产量。
（6）导入XI酶基因的酿酒酵母在实际的葡萄糖木糖共底物发酵实验中并没有表现出比野生型酿酒酵母更优良的木糖利用率和乙醇产率，其可能的原因是酵母体内并不能为木糖转运过程和XI酶活性提供最适的反应温度，因而导致乙醇产量低，为此可以运用定点突变或定向进化的蛋白质工程策略对表达XI酶的工程菌进行改造，设法提高乙醇的产量。
20．(1)PCR
(2) NdeⅠ BamH Ⅰ DNA连接酶 显微注射法
(3)转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶
(4) 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列
【分析】1、基因工程的基本操作过程主要包括四个步骤：目的基因的获取；基因表达载体的构建；将目的基因导人受体细胞；目的基因的检测与鉴定。（1）目的基因的获取方法目的基因的获取方法主要有从自然界已有的物种中分离出来（如鸟枪法从基因文库或cDNA文库中获取）、人工合成（常用的方法有化学合成法和反转录法）、PCR技术扩增目的基因。（2）构建基因表达载体，需分别用限制酶切割目的基因和质粒，用限制酶切割质粒时，选择的限制酶不可以破坏质粒上的标记基因和复制原点、启动子、终止子等必须的结构。用DNA连接酶连接，构成重组质粒。（3）将目的基因导入动物细胞常用显微注射法：将含有目的基因的表达载体提纯→从雌性动物体内取出卵（可在体外受精，也可在体内受精）→采用显微注射仪进行显微注射→将注射了目的基因的受精卵经胚胎早期培养一段时间后，移植到雌性动物的输卵管或子宫内，使其发育成为具有新性状的动物。
2、蛋白质工程的基本途径是从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。
【详解】（1）获取目的基因的方法主要有三种，最简便的是PCR技术。
（2）用限制酶切割质粒时，选择的限制酶不可以破坏质粒上的标记基因和复制原点、启动子、终止子等必须的结构，由图可知可选用NdeⅠ、BamH Ⅰ两种限制酶切割质粒。用DNA连接酶将切割后的质粒与目的基因连接。在动物基因工程中将目的基因导入受体细胞时通常的方法是显微注射法。
（3）上述建构好的表达载体含有能够表达β-萄糖苷酶(BglB)的基因，转基因大肠杆菌能够分泌出有活性的β-萄糖苷酶，所以能够降解纤维素。
（4）蛋白质工程的基本途径是从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。
21．(1) 聚合酶链式反应 确保DNA两条链同时被扩增(目的基因反向平行的两条链都作为模板，其碱基序列不同)
(2) 引物2和引物4 引物3和引物4存在碱基互补配对片段，置于同一反应体系会发生碱基互补配对导致引物失效
(3) 5' BamHI、Sacl 5'GGATCCGAATCG、5'GAGCTCAGCCTA
(4)取三只试管，分别加入等量的改造后的水蛭素、用酶处理过的改造后水蛭素酶解产 物、天然水蛭素，然后加入同种动物等量的血液，相同条件下观察凝血需要的时间，凝血时间越长，抗凝血活性越高
【分析】PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。PCR反应过程是：变性→复性→延伸。
【详解】（1）PCR的全称是聚合酶链式反应，是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术。DNA是两条反向平行的双链结构，DNA聚合酶只能从3'端延伸子链，用两种引物才能确保DNA两条链同时被扩增。
（2）分析题图可知，利用重叠延伸PCR技术诱变干扰素基因时，将预期的突变碱基设计在PCR的引物3和引物4中，制备出“PCR体系1”和“PCR体系2”，分别进行PCR扩增。“PCR体系1”扩增目的基因的左半部分，需要加入的引物是引物1和引物3。“PCR体系2”扩增目的基因的右半部分，需要加入的引物是引物2和引物4。据图可知，引物3和引物4存在碱基互补配对片段，置于同一反应体系会发生碱基互补配对导致引物失效，因此PCR体系1和PCR体系2必须分开进行。
（3）构建基因表达载体时，由于XbaⅠ会破坏EG基因，HindⅢ会破坏标记基因基因，因此需要用BamHI、Sacl分别切割目的基因和质粒，DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链，引物的5'端是可修饰的，为保证目的基因的正确连接，因此在引物1的5'端引入限制酶BamHI的酶切序列，在引物2的5'端引入限制酶Sacl的酶切序列，依据图中已知碱基序列和两种内切酶的识别序列，设计的引物1、2的序列分别为5'GGATC（BamHI识别序列）CGAATCG、5'GAGCTC（Sacl识别序列）AGCCTA。
（4）若要比较改造后的水蛭素、改造后水蛭素酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，可以三种物质作为自变量，分别检测它们的抗凝血活性，故实验设计思路为：取三只试管，分别加入等量的改造后的水蛭素、用酶处理过的改造后水蛭素酶解产 物、天然水蛭素，然后加入同种动物等量的血液，相同条件下观察凝血需要的时间，凝血时间越长，抗凝血活性越高。
答案第1页，共2页
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