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单元检测卷(十三)　基因工程及生物技术的安全性与伦理问题
(时间:45分钟　满分:100分)
一、选择题:每小题4分,14小题,共56分。在所给出的四个选项中,只有一个选项最符合题目要求。
　　　　　　　　　　 　　　　
1.(2024·湖北武汉硚口区质量检测)三种限制酶MseⅠ、PstⅠ、EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是GAAT↓TAATTC、C↓TGCAG、G↓AATTC,图中箭头表示相关限制酶的酶切点。若要用如图质粒和外源DNA构建重组质粒,需要对质粒进行改造,构建新的限制酶酶切位点。在构建新的限制酶酶切位点的过程中需要使用的酶是 (　　)
A.限制酶PstⅠ、DNA聚合酶、DNA连接酶
B.限制酶EcoRⅠ、DNA聚合酶、DNA连接酶
C.限制酶EcoRⅠ、限制酶PstⅠ、DNA聚合酶
D.限制酶PstⅠ、限制酶EcoRⅠ、DNA连接酶
2.(2024·湖北孝感开学考)20世纪60年代末美国微生物学家哈密尔顿·史密斯发现第一种限制性内切核酸酶,获得了开启DNA宝藏的钥匙,目前已发现的限制酶超过了四千种,极大地推动了对DNA分子的研究和操作。表中列出了几种限制酶的识别序列和切割位点。下列叙述正确的是 (　　)
限制酶 识别序列和切割位点
BamHⅠ 5'-G↓GATCC-3'
Sau3AⅠ 5'-↓GATC-3'
Acc65Ⅰ 5'-G↓GTACC-3'
BglⅡ 5'-A↓GATCT-3'
KpnⅠ 5'-GGTAC↓C-3'
A.表中的5种限制酶切割形成的末端中,既有黏性末端又有平末端
B.BamHⅠ和Sau3AⅠ切割形成的末端相互连接后,不能再被Sau3AⅠ切割
C.Acc65Ⅰ和KpnⅠ切割形成的末端相互连接后,可以重新被Acc65Ⅰ或KpnⅠ切割
D.分别用Sau3AⅠ和BglⅡ切割随机序列DNA,前者得到的片段长度明显短于后者
3.(2024·广东佛山南海区摸底)遗传病监测和预防对提高我国人口素质有重要意义。一对表型正常的夫妇,生育了一个表型正常的女儿和一个患甲型血友病的儿子。目前患儿母亲孕有三胎,并接受了产前基因诊断。对该家庭成员与此病有关的基因经限制酶HindⅢ切割,酶切位点见图(a),PCR扩增产物酶切电泳带型见图(b)。下列叙述错误的是 (　　)
A.人群中甲型血友病患者的男性多于女性
B.女儿与母亲基因诊断结果相同的概率是1/2
C.第三胎的电泳带型与父亲相同的概率是1/4
D.该家庭的基因检测信息应受到保护,避免基因歧视
4.(2024·浙江杭州模拟)蛛丝的强度和柔韧度得益于蛛丝蛋白的特殊布局。有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构推测出相应的基因结构,用以指导对蚕丝蛋白的修改,让蚕也吐出坚韧的丝。下列有关说法正确的是 (　　)
A.蚕合成像蛛丝蛋白一样坚韧的丝的过程不遵循“中心法则”
B.上述过程运用的蛋白质工程技术是基因工程的延伸
C.可以利用核酸分子杂交技术检测是否有目标蛋白的合成
D.利用基因工程技术不能改变基因上特定位点的核苷酸序列
5.(2024·重庆七校联考)与其他科学技术一样,生物技术就像一把“双刃剑”。我们应利用生物技术造福人类,同时注意规避生物技术可能带来的潜在危害。下列关于生物技术及伦理和安全的叙述,正确的是 (　　)
A.可为丧失生育能力的夫妇进行克隆得到后代
B.我国政府主张全面禁止和彻底销毁生物武器
C.可为希望生育男孩或女孩的健康夫妇进行胎儿性别鉴定
D.世界各国应共享国民DNA数据以便研究者进行深入研究
6.(2023·山东肥城模拟)通过设计引物,运用PCR技术可以实现目的基因的定点诱变。下图为基因工程中获取突变基因的过程,其中引物1序列中含有一个碱基T不能与目的基因片段配对,但不影响引物与模板链的整体配对,反应体系中引物1和引物2的5'端分别设计增加限制酶a和限制酶b的识别位点。下列有关叙述正确的是 (　　)
A.在PCR反应体系中还需要加入4种游离脱氧核苷酸、解旋酶、TaqDNA聚合酶等
B.第3轮PCR结束后,含突变碱基对且两条链等长的DNA占1/2
C.引物中设计两种限制酶识别位点有利于目的基因定向插入载体
D.第2轮PCR,引物1能与图中②结合并且形成两条链等长的突变基因
7.(2024·湖南师大附中模拟)OsGLO1、EcCAT、EcGCL和TSR四个基因分别编码四种不同的酶,研究人员将这些基因分别与叶绿体转运肽(引导合成的蛋白质进入叶绿体)基因连接,构建多基因表达载体(载体中部分序列如下图所示),利用农杆菌转化法转化水稻,在水稻叶绿体内构建了一条新代谢途径,提高了水稻的产量。下列叙述错误的是 (　　)
A.四个基因转录时不是都以DNA的同一条单链为模板
B.四个基因都在水稻叶绿体内进行转录翻译
C.用含潮霉素的培养基可筛选被农杆菌转化的水稻细胞
D.可用抗原—抗体杂交技术检测四种酶在转基因水稻中的表达情况
8.(2023·北京房山模拟)草甘膦是无选择性除草剂的有效成分,施用时也会“误伤”作物致死,其机理是抑制与植物多种代谢途径有关的EPSP合酶的活性。研究人员试图培育抗草甘膦作物,如图。下列相关说法正确的是 (　　)
A.①过程的目的基因是抑制EPSP合酶的基因
B.②过程可利用农杆菌将重组DNA导入矮牵牛细胞
C.③过程运用植物体细胞杂交技术培养成转基因矮牵牛
D.转基因矮牵牛存活说明EPSP合酶表达水平下降有利于抗草甘膦
9.(2024·湖北新高考联考协作体模拟)乳酸乙酯是白酒中重要的呈香物质,由乳酸脱氢酶催化产生,影响白酒品质和风格。科研人员将酿酒酵母质粒上的丙酮酸脱氢酶基因(PD)替换为植物乳杆菌中的乳酸脱氢酶基因(L-PG),可获得乳酸乙酯高产菌株,该过程如下图所示。下列说法错误的是 (　　)
A.可借助序列数据库(GenBank)等查询L-PG基因的序列和功能
B.可以利用PCR技术筛选导入了L-PG基因的受体细胞
C.酵母菌PD基因被替换为L-PG基因的过程中发生了基因重组
D.电泳鉴定L-PG基因时,当观察到核酸染料迁移至凝胶边缘时,停止电泳
10.(2024·黑龙江哈九中质检)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程方向一致,即DNA→mRNA→蛋白质
D.若高温等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
11.(2024·海南海口一模)嵌合病毒是一种基因工程重组病毒,即利用一些已知特性的病毒株作为受体,以另一病毒株作为供体提供结构蛋白基因,替换掉受体株的相应位置的基因,从而构建出一种新型病毒。作为重组病毒,嵌合病毒在安全性上有一定的风险,其可能被制成生物武器。下列相关叙述错误的是 (　　)
A.嵌合病毒的生物特性由受体病毒株和供体病毒株共同决定
B.由嵌合病毒制成的生物武器可能具有目前人类难以预防和治疗的特点
C.由嵌合病毒制成的生物武器可能使受害国居民感染而施放国的人不易感染
D.人体对嵌合病毒不能产生免疫反应,这导致嵌合病毒具有极大的危害性
12.(2024·湖北腾云联盟联考)我国科学家以红果番茄为材料,利用基因编辑技术快速定向创制七种不同果色番茄。该研究利用多重基因编辑系统靶向敲除了红果番茄中控制三类色素合成或代谢的关键基因。下图是科研人员用CRISPR-Cas9基因编辑技术定点敲除目标基因的示意图,下列说法正确的是 (　　)
A.CRISPR-Cas9系统能精准识别相关基因,依据的原理是向导DNA与目标RNA能碱基互补配对
B.研究人员将编辑好的基因导入番茄的体细胞,常用的方法是花粉管通道法
C.含有编辑好的基因的番茄体细胞具有全能性,在一定的营养和激素等条件下,可以经过分化形成愈伤组织
D.选育彩色番茄的同时我们还需要考虑该策略对番茄的产量、营养物质含量等性状的影响
13.(2024·安徽阜阳模拟)为提高转基因抗虫棉的抗虫持久性,可采取基因策略(包括提高杀虫基因的表达量、向棉花中转入多种杀虫基因等)。例如,早期种植的抗虫棉只转入了一种Bt毒蛋白基因,抗虫机制比较单一;现在经常将两种或两种以上Bt基因同时转入棉花。关于上述基因策略,下列叙述错误的是 (　　)
A.提高Bt基因的表达量,可降低抗虫棉种植区的棉铃虫种群密度
B.转入棉花植株的两种Bt基因的遗传不一定遵循基因的自由组合定律
C.若两种Bt基因插入同一个T-DNA并转入棉花植株,则两种基因互为等位基因
D.转入多种Bt基因能提高抗虫持久性,是因为棉铃虫基因突变频率低且不定向
14.(2024·湖南模拟)运用基因工程构建的生物反应器可实现药用蛋白的批量生产,目前常用的生物反应器有乳腺生物反应器和膀胱生物反应器,其构建过程如下:构建药用蛋白基因的表达载体,并将表达载体导入动物的受精卵中,然后从这个受精卵发育而成的个体的乳汁或者尿液中提取药用蛋白。下列相关说法错误的是 (　　)
A.构建乳腺生物反应器时,需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起
B.在转基因动物的乳腺细胞或膀胱上皮细胞以外的细胞中不含有药用蛋白基因
C.与乳腺生物反应器相比,膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制
D.将表达载体导入哺乳动物的受精卵时,常采用显微注射技术
二、非选择题:共3小题,44分。
15.(15分)(2024·河北秦皇岛开学考)人干扰素(IFN)是机体免疫细胞产生的一类细胞因子。用白细胞生产干扰素时,每个细胞最多只能产生100~1 000个干扰素分子,而用基因工程技术改造的大肠杆菌发酵生产,在1~2天内每个菌体能产生20万个干扰素分子。
(1)基因工程的核心步骤是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
此步骤需要的工具酶是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,
其作用部位都是磷酸二酯键。图中四环素抗性基因的作用是用于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)PCR技术所依据的原理是　　　　。在PCR反应体系中一般需要加入Mg2+的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)使用大肠杆菌作为工程菌,导入重组质粒时要用含　　　　溶液处理,使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态(感受态)。酵母菌或大肠杆菌都可作受体细胞,但上述过程最好选用　　　　(填“酵母菌”或“大肠杆菌”),理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)干扰素基因在工程菌中也能合成人体所需的干扰素,说明生物界中几乎所有生物　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)天然的干扰素在体外保存相当困难,为了生产出耐储存干扰素,科学家可通过　　　　工程获得这种新药,具体流程是:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→　　　　　　　　→　　　　　　　　→使用工程菌获得耐储存的干扰素。
16.(15分)(2024·广东四校联考)In-Fusion技术是一项新型的无缝克隆技术。该技术关键是要在目的基因两端构建与线性化质粒末端相同的DNA序列(即同源序列,通常为15-20bp),然后用In-Fusion酶处理即可实现无缝连接。它的操作步骤大致为:①利用PCR技术将质粒线性化;②PCR扩增出两端含线性化质粒同源序列的目的基因;③目的基因与线性化质粒同源区域在In-Fusion酶作用下形成重组质粒;④将重组质粒导入受体细胞。回答下列问题。
(1)过程①需要用到的酶是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
过程③中,同源序列1与同源序列2中的碱基序列不同,这样设计的好处是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)为保证扩增出两端含线性化质粒同源序列的目的基因,引物A或引物B要依据　　　　序列进行设计。
(3)若目的基因是氨苄青霉素抗性基因,以大肠杆菌作为受体细胞。为检测已转化大肠杆菌的抗性效果,在含有氨苄青霉素和不含氨苄青霉素的培养基上分别接种等量的已转化大肠杆菌并培养相同时间,然后采用　　　　法进行计数,若结果较真实值偏小,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)与传统构建重组质粒的方法相比,In-Fusion技术的优势有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(至少答出两点)。
17.(14分)(2024·湖北模拟)湖北麻城老米酒具有悠久的历史,以营养丰富、保健养生而著称。回答下列问题:
(1)老米酒是以糯米为原料,经糖化、酒化等过程发酵而来的。糯米需经糖化后才能被酿酒酵母转化成酒精,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
为监测发酵过程中酵母菌数量的变化,可定期取样,用　　　　或血细胞计数板法计数。
(2)老米酒中的原儿茶酸(PCA)具有良好抗菌、抗氧化、抗炎症等作用。生成PCA的关键酶是烯酰辅酶A水合酶(ECH)。为进一步研究ECH的结构,研究人员拟将Ech基因载入原核高效表达载体,并将重组质粒转化到大肠杆菌细胞内进行表达,以获得大量的ECH蛋白。
①图1所示的引物1~4中,利用PCR获得Ech基因时应选择的两种引物是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②Ech基因和表达载体的限制酶切位点如图1、图2所示,相关限制酶的识别序列见下表。为使Ech基因与载体连接并正确表达,在设计PCR引物时需在①所选两种引物的5'端分别增加限制酶　　　　　　　　　　　　的酶切位点,据此分析,两种引物的碱基序列应分别为　　　　　　　　　　　　(按5'→3'方向)。
EcoRⅠ EcoRⅤ MboⅠ
5'-G↓AATTC-3' 3'-CTTAA↑G-5' 5'-GAT↓ATC-3' 3'-CTA↑TAG-5' 5'-GA↓TC-3' 3'-CT↑AG-5'
NotⅠ HindⅢ SacⅠ
5'-GC↓GGCCG-3' 3'-CGCCGG↑CG-5' 5'-A↓AGCTT-3' 3'-TTCGA↑A-5' 5'-GAG↓CTC-3' 3'-CTC↑GAG-5'
可将转化后的大肠杆菌接种到含　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
的固体培养基上进行筛选,能在该培养基上形成菌落的大肠杆菌是否一定含有Ech基因 请判断并说明理由　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
除选择培养基外,可用于检测转基因是否成功的生物技术还有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(答2种)。
单元检测卷(十三)　基因工程及生物技术
的安全性与伦理问题
1.B　[对质粒进行改造是让它增加一种限制酶的酶切位点，其他酶切位点又不能被破坏，故只能用EcoRⅠ切割质粒后增加一部分含有MseⅠ酶切位点的片段，这样保证了在基因工程中目的基因和抗性基因结构的完整性。因此，应先用限制酶EcoRⅠ切割，然后用DNA聚合酶合成MseⅠ酶的识别序列，最后利用DNA连接酶形成环状质粒，B正确。]
2.D　[表中的5种限制酶切割形成的末端中，均为黏性末端，A错误；BamHⅠ和Sau3AⅠ切割形成的末端，可以相互连接，连接形成的DNA序列中还存在Sau3A Ⅰ的识别序列和切割位点，故能再被Sau3AⅠ切割，B错误；Acc65Ⅰ和KpnⅠ切割形成的黏性末端序列无法配对，而且磷酸端(5′端)也不能与磷酸端(5′端)连接，既然不能连接也就不存在重新切割，C错误；Sau3AⅠ识别序列为4个碱基，而BglⅡ识别序列为6个碱基，因此分别用Sau3AⅠ和BglⅡ切割随机序列DNA，前者得到的片段长度明显短于后者，D正确。]
3.C　[由题可知，一对表型正常的夫妇，生育了一个患甲型血友病的儿子可知，该病是隐性遗传病，分析电泳图可知，父亲只有一种基因(即基因①)，由此可知，该病是伴X染色体隐性遗传病，人群中甲型血友病患者的男性多于女性，A正确；由题干结合图b可知，母亲的基因型是XAXa，父亲的基因型是XAY，则女儿的基因型是XAXA或XAXa，则女儿与母亲基因诊断结果相同的概率是1/ 2 ；第三胎的电泳带型与父亲相同的基因型为XAXA和XAY(只含有A正常条带)，概率是1/2 ，B正确，C错误；该家庭的基因检测信息属于隐私，应受到保护，避免遭遇基因歧视，D正确。]
4.B　[蚕合成像蛛丝蛋白一样坚韧的丝的过程包括转录、翻译两个过程，遵循“中心法则”，A错误；基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造或合成基因来完成，故上述过程运用的蛋白质工程技术是基因工程的延伸，B正确；核酸分子杂交技术不能检测蛋白质，可用抗原—抗体杂交技术检测蛋白质，C错误；利用基因工程技术可以改变基因上特定位点的核苷酸序列，进而实现对蛋白质的改造，D错误。]
5.B　[我国禁止生殖性克隆人，坚持四不原则(不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验)，A错误；不能为无遗传病风险的健康夫妇进行胎儿性别鉴定，C错误；DNA信息是个人隐私，而且公开后可被利用，如开发生物武器针对特定人群等，D错误。]
6.C　[PCR反应体系通过高温使DNA解旋(变性)，不需要加入解旋酶，A错误；第3轮PCR结束后，含突变碱基对且两条链等长的DNA有2个，而总DNA分子有8个，所以占1/4，B错误；引物中设计两种限制酶识别位点，可以使目的基因定向插入限制酶切割后的载体，C正确；第2轮PCR，引物1能与图中①结合并且形成两条链不等长的突变基因，其中②较长，D错误。]
7.B　[基因的启动子方向有不同，说明转录时不是都以DNA的同一条单链为模板，A正确；这些基因在叶绿体外合成蛋白质，由叶绿体转运肽引导合成的蛋白质进入叶绿体，B错误；卡那霉素抗性基因不在T－DNA上，应用潮霉素培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞，C正确；可用抗原—抗体杂交技术检测是否有相应的蛋白质产生，从而检测四种酶在转基因水稻中的表达情况，D正确。]
8.B　[草甘膦其机理是抑制与植物多种代谢途径有关的EPSP合酶的活性，要培育抗草甘膦作物，因此要提高EPSP合酶的活性，①过程的目的基因应该是(促进)EPSP合酶的基因，A错误；将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、花粉管通道法，②过程可利用农杆菌将重组DNA导入矮牵牛细胞，B正确；③过程要把细胞培养成个体，运用植物组织培养技术，C错误；转基因矮牵牛存活说明EPSP合酶表达水平升高有利于抗草甘膦，D错误。]
9.D　[从公共资源中获取序列数据，可借助序列数据库(GenBank)等查询L－PG基因的序列和功能，A正确；PCR技术是一项体外扩增基因的技术，依据碱基互补配对原则，可以用于筛选含有L－PG基因的受体细胞，B正确；由图可知，通过基因工程技术将酿酒酵母质粒上的丙酮酸脱氢酶基因(PD)替换为植物乳杆菌中的乳酸脱氢酶基因(L－PG)，其原理是基因重组，C正确；电泳鉴定L－PG基因时，电泳缓冲液加入电泳槽，当观察到核酸染料前沿迁移至接近凝胶边缘时，停止电泳，D错误。]
10.D　[由题可知，T4溶菌酶耐热性提高的原因是组成该酶的氨基酸种类发生了改变，但数量没有改变，A错误；T4溶菌酶的改造属于蛋白质工程，自然界中的酶不都可通过蛋白质工程进行改造，如化学本质是RNA的酶，B错误；蛋白质工程与中心法则的流程方向相反，C错误；结构决定功能，若高温等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。]
11.D　[由题可知，嵌合病毒是利用一些已知特性的病毒株作为受体，以另一病毒株作为供体提供结构蛋白基因，替换掉受体株的相应位置的基因，从而构建出一种新型病毒，故嵌合病毒的生物特性由受体病毒株和供体病毒株共同决定，A正确；由于嵌合病毒可能在改造过程中发生新的组合，故由嵌合病毒制成的生物武器可能具有目前人类难以预防和治疗的特点，B正确；经过基因重组的生物武器，是经过定向改造之后产生的，因此可能使受害国居民感染而施放国居民不易感染，C正确；病毒可作为抗原，进入机体后可以引发机体的免疫反应，D错误。]
12.D　[CRISPR－Cas9系统能精准识别相关基因，依据的原理是向导RNA与目标DNA能碱基互补配对进行识别，A错误；研究人员将编辑好的基因导入番茄的体细胞，常用的方法是农杆菌转化法，B错误；含有编辑好的基因的番茄体细胞具有全能性，在一定的营养和激素等条件下，是经过脱分化形成愈伤组织，C错误；培育彩色番茄的同时我们还需要考虑一些实际问题，比如该策略对番茄的产量、营养物质含量等性状的影响，D正确。]
13.C　[提高Bt基因表达量，使抗虫蛋白含量增加，可以使更多的棉铃虫被淘汰，可降低抗虫棉种植区的棉铃虫种群密度，A正确；如果两种Bt基因都转入一条染色体上，则其遗传不遵循自由组合定律，B正确；如果两种Bt基因插入同一个T－DNA并转入棉花植株，两个基因位于一条染色体上，不是等位基因，等位基因位于一对同源染色体上，C错误；由于棉铃虫基因突变频率低且不定向，转入多种Bt基因可以降低棉铃虫抗Bt毒蛋白的能力，从而提高抗虫持久性，D正确。]
14.B　[启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，可用于驱动基因的转录，构建乳腺生物反应器时，需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起，以保证目的基因在乳腺细胞中表达，A正确；受体细胞是动物的受精卵，所以在转基因动物的乳腺细胞或膀胱上皮细胞以外的其他细胞中也含有药用蛋白基因，只是没有表达，B错误；“乳腺细胞生物反应器”只能从哺乳期雌性个体的乳汁中获取产物，与“乳腺细胞生物反应器”相比，“膀胱生物反应器”的优点是雌雄个体的尿液中都可提取到产物，且不受性别、年龄等限制，因而受体来源更广泛，C正确；将目的基因导入动物细胞，最常用的方法是显微注射技术，受体细胞多是受精卵，D正确。]
15.(1)基因表达载体的构建　限制酶和DNA连接酶　作为标记基因，筛选重组质粒
(2)DNA半保留复制　Mg2＋能激活DNA聚合酶
(3)Ca2＋　酵母菌　酵母菌含有内质网和高尔基体等多种细胞器，能对蛋白质进行加工
(4)都共用一套遗传密码
(5)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(基因)或合成新的基因
解析　(1)基因工程的核心步骤是基因表达载体构建，此步骤需用到限制酶(切割目的基因和载体)和DNA连接酶(连接切割后的目的基因和载体)；图中四环素抗性基因为标记基因，四环素抗性基因的作用是用于筛选重组质粒。
(2)PCR技术所依据的原理是DNA半保留复制，Mg2＋在PCR反应体系中可激活DNA聚合酶。
(3)使大肠杆菌(细菌)处于感受态需要使用钙离子溶液处理；利用基因工程生产IFN，最好选择酵母菌，因为酵母菌是真核生物，含有内质网和高尔基体等多种细胞器，能对蛋白质进行加工。
(4)基因能在其他物种内表达，说明生物界中几乎所有生物都共用同一套遗传密码。
(5)蛋白质工程能对蛋白质的结构进行改造，其主要步骤包括：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。
16.(1)耐高温的DNA聚合酶(或TaqDNA聚合酶)　防止目的基因反向连接，防止线性化质粒或目的基因自身环化
(2)目的基因与质粒
(3)稀释涂布平板　当两个或多个细胞连在一起时，在平板上观察到的是一个菌落
(4)不受限制酶酶切位点的限制；可以把目的基因插入任何位点；避免限制酶切割对质粒功能区的破坏
解析　(1)过程①是利用两种引物进行的质粒线性化过程，该过程属于PCR技术的应用，故需要TaqDNA聚合酶；过程③是基因表达载体的构建过程，该过程中，同源序列1、2中的碱基排序不同，这样设计的好处是防止目的基因反向连接，防止线性化质粒或目的基因的自身环化，以保证目的基因能够正确连接并表达。
(2)目的基因经引物A或引物B扩增后需要与目的基因和线性化质粒连接，故为保证扩增出所需的目的基因，引物A或引物B要依据目的基因和质粒序列进行设计。
(3)能对微生物进行计数的方法有用显微镜计数法和稀释涂布平板法(用于活菌计数)；由于在用稀释涂布平板法计数时，当两个或多个细胞连在一起时，在平板上观察到的是一个菌落，故导致结果较真实值偏小。
(4)由题意可知，对比传统构建重组质粒，In－Fusion 技术的优势有不受限制酶酶切位点的限制；可以把目的基因插入任何位点；避免限制酶切割对质粒功能区的破坏等。
17.(1)酵母菌不能直接利用淀粉作为碳源　稀释涂布平板法
(2)①引物2和引物3　②EcoRⅠ和HindⅢ　5′—GAATTCATG—3′和5′—AAGCTTTCA—3′　③氨苄青霉素、卡那霉素　不一定，含抗生素基因的未重组载体也可转化大肠杆菌，使大肠杆菌在选择培养基上正常生存　PCR、抗原—抗体杂交、核酸分子杂交(任选2种)
解析　(1)糖化是指将淀粉转化为葡萄糖，由于酵母菌不含有淀粉酶，不能直接利用淀粉作为碳源，因此需要糖化后才能被酿酒酵母转化成酒精。检测微生物的数量可采用稀释涂布平板法或血细胞计数板法。
(2)①子链延伸方向为5′→3′，因此要扩增出Ech基因，应选择引物2和引物3。
②基因表达载体上有五种限制酶切位点，其中EcoRⅤ和MboⅠ都会破坏Ech基因，同时为了Ech基因与载体连接并正确表达，因此应选择两种限制酶，而SacⅠ在表达载体上有两个酶切位点，则只能使用EcoRⅠ和HindⅢ两种限制酶去切割Ech基因和表达载体，目的基因上不含有这两种限制酶切位点，则需要在引物上添加限制酶的识别序列，根据启动子到终止子的方向，则引物3上添加EcoRⅠ限制酶的识别序列，序列为5′—GAATTCATG—3′，引物2上添加HindⅢ限制酶的识别序列，序列为5′—AAGCTTTCA—3′。
③根据表达载体上含有抗氨苄青霉素基因和抗卡那霉素基因这两种标记基因，则应在固体培养基上添加氨苄青霉素、卡那霉素进行筛选转化后的大肠杆菌，但筛选出的大肠杆菌不一定就含有Ech基因，因为含抗生素基因的未重组载体也可转化大肠杆菌，使大肠杆菌在选择培养基上正常生存。检测目的基因是否成功导入受体细胞并成功表达，可采用PCR技术、抗原—抗体杂交技术和核酸分子杂交技术。

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