Question

17．凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶．研究人员运用基因工程技术，将编码该酶的基因转移到了微生物细胞中并使之表达．下图是基因工程中获得的基因和构建重组质粒过程，请回答有关问题：

（1）分析上图可知，构建重组质粒（如图所示）最好选用BamH I和Pst I限制酶，理由是提高重组DNA的比例（防止自身的黏性末端连接或防止目的基因与载体反向连接）．
（2）工业生产过程中，最初多采用重组大肠杆菌或芽孢杆菌生产凝乳酶，将目的基因导入大肠杆菌或芽孢杆菌前所做的处理方法是用钙离子处理细胞，使之转化为感受态细胞．现在生产凝乳酶多采用重组毛霉或重组酵母菌，毛霉或酵母菌作为受体细胞的优势是含有的内质网和高尔基体可对蛋白质进行加工和修饰．
（3）研究发现，如果将该凝乳酶20位和24位氨基酸改变为半胱氨酸，其催化能力将提高2倍．科学家可以生产上述高效凝乳酶的现代生物工程技术是蛋白质工程，该生物工程技术的实质是基因工程的延伸（或在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程）．
（4）转基因技术和细胞工程在动植物中都有广泛应用，但是胚胎工程只是指对动物的配子或早期胚胎所进行的多种亚显微操作和处理技术．

Answer 1

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．

解答 解：（1）由图示可知，质粒和外源DNA中共同含有且不会破坏目的基因的限制酶是BamHI和PstI，因此构建重组DNA分子最好选用BamHI和PstI限制酶，这样可以防止自身的黏性末端连接，防止目的基因与载体反向连接．
（2）将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法，即用钙离子处理细胞，使之转化为感受态细胞．现在生产凝乳酶多采用重组毛霉或重组酵母菌，由于毛霉或酵母菌属于真核生物，因此作为受体细胞的优势是含有的内质网和高尔基体可对蛋白质进行加工和修饰．
（3）根据题意可知，该蛋白质已经经过改造，因此可以生产上述高效凝乳酶的现代生物工程技术是蛋白质工程，该生物工程技术的实质是基因工程的延伸（或在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程）．
（4）胚胎工程只是指对动物的配子或早期胚胎所进行的多种显微操作和处理技术．
故答案为：
（1）BamH I和Pst I    提高重组DNA的比例（防止自身的黏性末端连接或防止目的基因与载体反向连接）
（2）用钙离子处理细胞，使之转化为感受态细胞    含有的内质网和高尔基体可对蛋白质进行加工和修饰
（3）蛋白质工程        基因工程的延伸（或在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程）
（4）配子或早期胚胎

点评 本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的操作工具及具体的操作步骤，掌握各步骤中的相关细节，能结合题干信息准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查．