Question

8．（1）凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶．从牛胃液中分离到的凝乳酶以催化能力强而被广泛应用，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．

①科学家已经测出该酶的氨基酸序列，因此可以通过化学合成方法来获取目的基因．获得目的基因后，常利用PCR技术在体外将其大量扩增．
②构建重组DNA分子（如图所示）最好选用BamHI和PstI限制酶，理由是提高重组DNA分子的比例（防止自身的黏性末端连接，防止目的基因与载体反向连接）．
③工业化生产过程中，最初多采用重组大肠杆菌或芽孢杆菌生产凝乳酶，现多采用重组毛霉或重组的酵母菌来生产，毛霉或酵母菌作为受体细胞的优势是含有内质网和高尔基体可对蛋白进行加工和修饰．
④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．
（2）转基因技术和细胞工程在动植物都有广泛应用，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显微操作和处理技术．
（3）生态工程是实现循环经济最重要的手段之一，请写出它遵循的基本原理（至少答三项）：物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理．

Answer 1

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．
（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、胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理（选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体．用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理）；②配种或人工授精；③对胚胎的收集、检查、培养或保存（对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段）；④对胚胎进行移植；⑤移植后的检查．

解答 解：（1）①由于已经测出该酶的氨基酸序列，故可推测出相应的RNA和DNA的序列，因此可以通过 化学合成方法来获取目的基因．获得目的基因后，常利用 PCR技术在体外将其大量扩增．
②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．
③毛霉较重组大肠杆菌或芽孢杆菌作为受体细胞的优势是毛霉为真核微生物，含有内质网和高尔基体可对蛋白进行加工和修饰．
④考查蛋白质工程改造蛋白质结构的步骤．通过分析想要的蛋白质的功能，预测蛋白质应有的结构，然后根据蛋白质的结构逆向推测控制该蛋白质合成的基因的碱基组成及排列顺序．最后就是将改造后的目的基因导入受体细胞，从而转录翻译得出目的蛋白．
（2）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．
（3）生态工程是实现循环经济最重要的手段之一，它遵循的基本原理有：物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理．
故答案为：
（1）①化学合成     PCR
②BamHI和PstI       提高重组DNA分子的比例（防止自身的黏性末端连接，防止目的基因与载体反向连接）
③含有内质网和高尔基体可对蛋白进行加工和修饰
④蛋白质工程
（2）配子或早期胚胎
（3）物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理

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．