《创新课堂》第3章章末过关检测(三)（教师版）-高中生物学选择性必修3（人教版）同步讲练测

章末过关检测(三)
(满分：100分)
一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．下列关于基因工程的概念和理论基础，说法错误的是(　　)
A．通过基因工程，人类可以定向地改变生物性状
B．基因工程又叫作重组DNA技术
C．基因工程可以打破物种界限，实现遗传物质横向转移
D．对基因进行人为改造，创造自然界没有的新基因
解析：选D。基因工程可以按照人们的意愿，定向改造生物性状或者获得生物产品，A正确；基因工程又叫作重组DNA技术，该技术的原理为基因重组，B正确；基因工程可以打破物种界限，在分子水平上定向改变生物的遗传特性，实现遗传物质横向转移，C正确；基因工程没有对基因进行改造，也不能创造自然界没有的新基因，D错误。
2．科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，并以质粒为载体，采用转基因的方法培育出了抗枯萎病的金茶花新品种，下列有关说法正确的是(　　)
A．质粒是基因工程中唯一的载体
B．将抗枯萎病基因连接到质粒上，用到的工具酶是DNA聚合酶
C．基因的“手术刀”指的是限制酶，该酶作用于氢键
D．通过该方法可以定向改造生物的性状，实现基因重组
解析：选D。质粒是基因工程中常用的载体，基因工程使用的载体还有动植物病毒、噬菌体等，A错误；将抗枯萎病基因连接到质粒上，要用DNA连接酶和限制酶，B错误；基因的“手术刀”指的是限制酶，该酶作用于磷酸二酯键，C错误；基因工程可以按照人们的意愿定向改造生物的遗传性状，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，实现基因重组，D正确。
3．下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是(　　)
A．可以用菜花、洋葱、猪血、猪肝等作为实验材料粗提取DNA
B．在研磨液中加入等体积预冷的体积分数为95%的酒精可以溶解DNA
C．粗提取得到的DNA(白色丝状物)可用玻璃棒沿一个方向搅拌卷起
D．使用二苯胺试剂能有效测定不同提取液中DNA的纯度差别
解析：选C。猪血中成熟的红细胞没有细胞核和细胞器，DNA含量少，一般不作为提取DNA的材料，A错误；在研磨液中加入2 mol/L的NaCl溶液可以溶解DNA，DNA不溶于酒精，B错误；粗提取得到的DNA可用玻璃棒沿一个方向搅拌卷起，C正确；使用二苯胺试剂可鉴定DNA是否存在(在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色)，其不能用于测定不同提取液中DNA的纯度差别，D错误。
4．某同学拟用限制酶(酶1、酶2、酶3和酶4)、DNA连接酶为工具，将目的基因(两端含相应限制酶的识别序列和切割位点)和质粒进行切割、连接，以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如下图所示。下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是(　　)
A．质粒和目的基因都用酶3切割，用E.coli DNA连接酶连接
B．质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4 DNA连接酶连接
C．质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4 DNA连接酶连接
D．质粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E.coli DNA连接酶连接
答案：C
5．下图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。下列相关叙述正确的是(　　)
A．这三种方法都用到了酶，都是在体外进行的
B．①②③碱基对的排列顺序均相同
C．图示a、b、c三种方法均属人工合成法
D．方法a不遵循中心法则
解析：选A。这三种方法都是在体外进行的，且都用到了酶，方法a需要逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶，方法b需要限制酶，方法c需要DNA聚合酶，A正确；方法a得到的目的基因中不含有内含子、启动子、终止子等调控序列，因此①②③碱基对的排列顺序不都相同，B错误；题图方法a和c属于人工合成法，而方法b是从供体细胞的DNA中直接分离出目的基因，C错误；逆转录过程也遵循中心法则，因此，方法a遵循中心法则，D错误。
6．下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是(　　)
A．表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA逆转录获得
B．表达载体的复制和胰岛素基因的表达均起始于复制原点
C．借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来
D．启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用
解析：选C。由于基因的选择性表达，在人的肝细胞中没有胰岛素基因转录形成的mRNA，所以表达载体中的胰岛素基因不能通过人肝细胞mRNA逆转录获得，A错误；表达载体的复制起始于复制原点，胰岛素基因的表达起始于启动子，B错误；标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，C正确；启动子在基因的转录过程中起作用，终止密码子在基因的翻译过程中起作用，D错误。
7．设法破坏细菌菌体后，对重组质粒进行提取和鉴定：在强碱性环境中，拟核DNA发生不可逆变性且条件恢复正常后会与细胞壁碎片缠绕在一起，而重组质粒变性后会恢复原状。下列有关说法正确的是(　　)
A．对上述处理后的细胞混合液离心时，质粒留在沉淀物中
B．可用预冷的体积分数为95%的酒精析出溶液中的蛋白质杂质
C．用二苯胺试剂鉴定提取物，溶液变蓝说明质粒重组成功
D．在基因工程中使用的载体除质粒外，还有噬菌体、动植物病毒等
解析：选D。由题干信息可知，在强碱性环境中，拟核DNA发生不可逆变性且条件恢复正常后会与细胞壁碎片缠绕在一起，而重组质粒变性后会恢复原状，故对上述处理后的混合液离心时，质粒留在上清液中，A错误；DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精，加入预冷的体积分数为95%的酒精溶液，DNA会从溶液中析出，B错误；在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，用二苯胺试剂鉴定提取物，溶液变蓝只能说明存在DNA，不能说明质粒重组成功，C错误；在基因工程中，可用作载体的除质粒外，还有噬菌体、动植物病毒等，D正确。
8．下列关于目的基因导入受体细胞的叙述，错误的是(　　)
A．目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为转化
B．可以用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使它能吸收周围环境中的DNA分子，有利于重组的基因表达载体导入其中
C．可以在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊
D．农杆菌只能侵染双子叶植物和裸子植物
解析：选D。基因工程中的转化是指目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程，A正确；可以用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使它处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，有利于重组的基因表达载体导入其中，B正确；花粉管通道法可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中，也可以在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊，C正确；农杆菌能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，随着转化方法的突破，用农杆菌侵染水稻、玉米等多种单子叶植物也取得了成功，D错误。
9．下图为转基因抗冻番茄培育过程的示意图(其中AmpR为氨苄青霉素抗性基因)。下列叙述正确的是(　　)
A．可同时选用限制酶Pst Ⅰ、Sma Ⅰ对含目的基因的DNA进行切割
B．过程②中，可直接将过程①得到的产物注入受体细胞
C．过程③需要用到纤维素酶和果胶酶，以便获得并培养活的原生质体
D．过程④中，若利用探针在试管苗细胞内检测到目的基因，则转基因成功
解析：选A。目的基因两侧分别有限制酶Sma Ⅰ 和Pst Ⅰ 的识别序列，且质粒上也含有这两种限制酶的切割位点，所以可同时选用限制酶Pst Ⅰ、Sma Ⅰ对含目的基因的DNA进行切割，A正确；目的基因不可直接导入植物细胞，常用花粉管通道法或农杆菌转化法，B错误；过程③为植物组织培养，不需要用纤维素酶和果胶酶处理，C错误；过程④中，若利用探针在试管苗细胞内检测到目的基因，不能说明转基因成功，转基因成功的标志是目的基因成功表达出相应性状，D错误。
10．科学家在牛的乳房生物反应器中获得了人的血清白蛋白，下列相关叙述错误的是(　　)
A．获得的人血清白蛋白具有生物活性
B．应当以牛的乳腺细胞作为受体细胞
C．可用显微注射法将目的基因导入受体细胞
D．受体细胞的性染色体组成是XX
解析：选B。科学家在牛的乳房生物反应器中获得了人的血清白蛋白，说明牛体内含有人的血清白蛋白基因，合成的人血清白蛋白具有生物活性，A项正确；应当以牛的受精卵作为受体细胞，B项错误；可采用显微注射法将目的基因导入动物受体细胞，C项正确；受体细胞为雌性受精卵，故其性染色体组成是XX，D项正确。
11．为提高玉米抗旱性，研究者构建含有某微生物抗旱基因E的重组质粒，采用农杆菌转化法转入玉米幼胚组织细胞中，用E蛋白的抗体进行抗原—抗体杂交检测后，进一步筛选出抗旱的转基因玉米。下列叙述错误的是(　　)
A．提取该微生物的mRNA逆转录为cDNA，通过PCR获得大量目的基因
B．重组Ti质粒进入玉米幼胚组织细胞后表达出的抗旱性状不可遗传，后代需再次导入重组Ti质粒
C．用农杆菌转化法将E基因转入玉米幼胚组织细胞后，可经组织培养获得转基因植株
D．用E蛋白的抗体进行抗原—抗体杂交，可在分子水平检测转基因玉米的抗旱性状
解析：选B。可以提取该微生物的mRNA逆转录为cDNA，通过PCR获得大量目的基因，A正确；重组Ti质粒进入玉米幼胚组织细胞后会将E基因整合到染色体DNA上，并通过细胞增殖遗传给后代，无需再次导入，B错误；用农杆菌转化法将E基因转入玉米幼胚组织细胞后，可经过脱分化和再分化即组织培养获得转基因植株，C正确；用E蛋白的抗体进行抗原—抗体杂交，可在分子水平检测转基因玉米的抗旱性状，D正确。
12．为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白(HMA3)基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中(如下图所示)。为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是(　　)
A．①＋③ B．①＋②
C．③＋② D．③＋④
解析：选B。题图中克隆的重金属转运蛋白(HMA3)基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中，若要检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，需要检测是否含有高效启动子序列和HMA3基因序列，应选择的引物组合是①＋②或①＋④，故B符合题意。
13．乙烯生物合成酶基因可以控制乙烯的合成，科学家将该基因的反义基因导入番茄细胞内，培育转基因延熟番茄，延长其储藏期。反义基因的作用机制如下图所示，下列说法错误的是(　　)
A．有意义mRNA和反义mRNA是通过相应基因转录而来的
B．乙烯生物合成酶基因的模板链的序列与反义基因的模板链的序列是互补的
C．乙烯是乙烯生物合成酶基因的表达产物，可促进果实成熟
D．因为mRNA形成双链后无法进行翻译，所以无乙烯生物合成酶生成
解析：选C。由题图可以看出，有意义mRNA和反义mRNA是通过相应基因转录而来的，A项正确；反义mRNA能够与有意义mRNA进行杂交形成双链，并且有意义mRNA和反义mRNA是通过相应基因转录而来的，所以乙烯生物合成酶基因的模板链的序列与反义基因的模板链的序列是互补的，B项正确；乙烯生物合成酶基因的表达产物可以控制乙烯的合成，乙烯不是其表达产物，C项错误；翻译过程是以 mRNA 为模板合成蛋白质的过程，题图中两种mRNA杂交在一起进而阻断乙烯生物合成酶基因的有意义mRNA的翻译过程，D项正确。
14．利用重叠延伸PCR技术进行定点突变，可以实现对纤维素酶基因的合理性改造，其过程如下图所示。下列说法错误的是(　　)
A．产物AB是依赖引物a和引物b扩增的结果
B．引物c和引物b上均含有突变的碱基序列
C．①过程需要先加热至90 ℃以上后再冷却至50 ℃左右
D．②过程需要利用引物a和引物d获得突变产物AD
解析：选D。PCR中DNA单链延伸的方向是沿着引物的5′端向3′端延伸，故PCR1过程中的产物AB是依赖引物a和引物b扩增的结果，A正确；引物c和引物b分别与DNA的两条链互补，若引物c和引物b完全与模板互补，则引物c和引物b会发生碱基互补配对，导致引物失效，故引物c和引物b上均含有与模板链不能互补的碱基，即均含有突变的碱基序列，B正确；①过程是双链DNA解聚为单链的过程，需加热至90 ℃以上完成变性，之后将温度下降到50 ℃左右复性，为子链的延伸作准备，C正确；②过程是子链延伸的过程，该过程需要利用AB上链和CD下链作为母链进行延伸，获得突变产物AD，不需要引物，D错误。
15．下图是基因工程育种过程中剔除转基因植物标记基因的一种策略，下列叙述错误的是(　　)
A．图中的两个质粒都带有T-DNA序列
B．该方法可以将标记基因和目的基因转移到同源染色体上
C．获得的无筛选标记转基因植株发生了染色体结构变异
D．除去转化植株的标记基因必须经过有性繁殖阶段的基因重组
解析：选C。题图中的两个质粒均为农杆菌的Ti质粒，都带有T-DNA序列，A正确；T-DNA序列可以将目的基因整合到宿主细胞的染色体上，对Ti质粒进行改造，可以将标记基因和目的基因转移到同源染色体上，B正确；经过杂交过程，获得了无筛选标记的转基因植株，该过程中发生了基因重组，C错误；结合题图可知，经过有性繁殖阶段的基因重组除去了转化植株的标记基因，D正确。
16．甲型流感病毒的抗原性、感染性与其表面的R蛋白(血凝素蛋白)密切相关，现利用基因工程的方法生产相关疫苗。下图甲为构建R蛋白基因表达载体的过程，下图乙为重组质粒被相关酶切后的电泳结果。下列相关叙述错误的是(　　)
A．电泳技术可以用于人类亲子鉴定、生物间亲缘关系的鉴定
B．图甲过程中至少需要用到逆转录酶、DNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶
C．通过PCR从1个cDNA分子中特异性扩增出R蛋白基因时，在第四轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的R蛋白基因
D．据图乙可推测重组质粒长度最短为2 000 bp，BamH Ⅰ 在重组质粒上最少有3个酶切位点
解析：选C。不同生物的DNA具有特异性，将待测DNA用限制酶切割后产生不同长度的DNA片段，将不同长度的DNA片段进行电泳，可以用于人类亲子鉴定、生物间亲缘关系的鉴定，A正确；题图甲获得重组质粒的过程，需要经过逆转录形成一条DNA链，再形成双链cDNA分子以及获取R蛋白基因和构建重组质粒的过程，所以需要用到逆转录酶、DNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶等，B正确；通过PCR从1个cDNA分子特异性扩增出完整的R蛋白基因的过程中，第一轮循环产生2个两条链不等长的DNA片段，第二轮循环产生4个两条链不等长的DNA片段，第三轮循环产生8个DNA片段，其中有2个为两条核苷酸链等长的R蛋白基因，另外6个为两条链不等长的DNA片段，C错误；据题图乙可知，重组质粒被Hind Ⅲ切割后产生了1 400 bp、400 bp和200 bp三种长度的DNA片段，据此推测该质粒长度最短为1 400＋400＋200＝2 000 bp，重组质粒被Hind Ⅲ和BamH Ⅰ同时切割后，产生长度为560 bp、420 bp和200 bp的三种DNA片段，说明在Hind Ⅲ酶切后，BamH Ⅰ又将长度为1 400 bp 的DNA片段切割成1个长度为560 bp和2个长度为420 bp的DNA片段，将长度为400 bp的DNA片段切割成2个长度为200 bp的DNA片段，故BamH Ⅰ在重组质粒上最少有3个酶切位点，D正确。
二、非选择题：本题共5小题，共52分。
17．(10分)某一质粒载体如右图所示，外源DNA插入AmpR或TetR中会导致相应的基因失活(AmpR表示氨苄青霉素抗性基因，TetR表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamHⅠ酶切后，与用BamHⅠ酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：
(1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有__________________________________________________________________
(答出两点即可)，而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子等。
(2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________；
并且________________________和______________________________的细胞也是不能区分的，其原因是_____________________________________。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有__________的固体培养基。
(3)基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自__________。
解析：(1)作为载体的质粒上应有一个至多个限制酶切割位点，在细胞中能够自我复制且含有特殊的标记基因。(2)未被转化的大肠杆菌和仅含环状目的基因的大肠杆菌中均未导入质粒载体，而质粒上含有氨苄青霉素抗性基因，因此这样的大肠杆菌在含有氨苄青霉素的培养基中不能生长。含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌中都含有氨苄青霉素抗性基因，二者在含有氨苄青霉素的培养基中都能生长，因此无法区分二者。根据题图可知，用BamH Ⅰ切割质粒后会破坏四环素抗性基因，因此可将经氨苄青霉素培养基筛选出的菌落置于含有四环素的培养基上再次筛选，能在含四环素培养基上生存的是含有质粒载体的大肠杆菌，不能生存的是含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。(3)噬菌体为病毒，经改造后作为载体时，其DNA复制所需原料来自受体细胞。
答案：(1)能自我复制、具有特殊的标记基因　(2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长　含有质粒载体　含有插入了目的基因的重组质粒(或含有重组质粒)　二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长　四环素　(3)受体细胞
18．(10分)大刍草具有较强的耐盐碱能力，该性状与M蛋白有关。科学家通过PCR获取和扩增M蛋白基因，如图1所示。将获得的大量M蛋白基因与质粒构建基因表达载体，各部分结构如图2所示。回答下列问题：
(1)PCR一般可分为________________三步。据图1分析，PCR过程应选择的引物是________，引物的作用是__________________________________________。
(2)在M蛋白基因两端设计不同黏性末端的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________。
质粒中氨苄青霉素抗性基因的作用是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)为实现质粒和M蛋白基因的连接，切割质粒时选用限制酶Xma Ⅰ而不选用限制酶Sma Ⅰ的原因是___________________________________________。
为将M蛋白基因连接到质粒上，还需要________________________等酶。
解析：(1)PCR是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术，其过程一般可分为变性、复性、延伸三步。DNA分子是由两条链按反向平行方式盘旋成的双螺旋结构，DNA的每条单链都具有两个末端，有一个游离的磷酸基团的一端为5′端，另一端有一个羟基(—OH)，称作3′端，而且DNA聚合酶只能将脱氧核苷酸加到引物的3′端。据此分析题图1可知，PCR过程应选择的引物是引物Ⅱ、Ⅲ，引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。(2)在M蛋白基因两端设计不同黏性末端的目的是在构建基因表达载体时，防止M蛋白基因自身环化，保证M蛋白基因在质粒上正向连接。质粒中氨苄青霉素抗性基因属于基因工程中的标记基因，标记基因的作用是便于重组DNA分子的筛选。(3)分析题图2可知，Xma Ⅰ酶切出的黏性末端与M蛋白基因左侧的黏性末端相同，而Sma Ⅰ的酶切末端为平末端，无法与M蛋白基因的黏性末端连接，故为实现质粒和M蛋白基因的高效连接，切割质粒时选用限制酶Xma Ⅰ而不选用限制酶Sma Ⅰ。为将M蛋白基因连接到质粒上，还需要用Bgl Ⅱ切割质粒，再用DNA连接酶将切割后的质粒与M蛋白基因连接。
答案：(1)变性、复性、延伸　引物Ⅱ、Ⅲ　使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸　(2)防止M蛋白基因自身环化，保证M蛋白基因在质粒上正向连接　便于重组DNA分子的筛选
(3)Xma Ⅰ酶切出的黏性末端与M蛋白基因一端的黏性末端相同，Sma Ⅰ的酶切末端为平末端，无法与M蛋白基因的黏性末端连接　Bgl Ⅱ、DNA连接酶
19．(12分)水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分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。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题：
(1)蛋白质工程流程如下图所示，物质a是__________，物质b是__________。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是__________________________________________________________________。
(2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有________________、________________和利用PCR扩增。PCR技术遵循的基本原理是____________________________。
(3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如下图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的__________(填“种类”或“含量”)有关，其活性不同的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，简要写出实验设计思路：_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)蛋白质工程的流程一般为从预期蛋白质功能出发→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。密码子的简并性指的是同一种氨基酸可以由几种不同的密码子决定。(2)获取目的基因的常用方法有从基因文库中获取、人工合成和利用PCR扩增等。(3)由题图可知，将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，水解产物中的肽含量差别不大，但抗凝血活性差别较大，推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关，其活性不同的原因是提取的水蛭蛋白的酶解时间和处理的酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏。(4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、题述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，实验设计思路为取四支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、题述两种水蛭蛋白酶解产物、天然水蛭素，再向四支试管中各加入等量的新鲜血液，观察四支试管中血液的凝固情况。
答案：(1)多肽链　mRNA　密码子具有简并性(或一种氨基酸对应多个密码子)　(2)从基因文库中获取　人工合成　DNA半保留复制　(3)种类　提取的水蛭蛋白的酶解时间和处理的酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏　(4)取四支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、题述两种水蛭蛋白酶解产物、天然水蛭素，再向四支试管中各加入等量的新鲜血液，观察四支试管中血液的凝固情况
20．(10分)长春新碱是一种由夹竹桃科长春花属植物长春花中提取的生物碱，是目前常用的天然抗肿瘤药物之一。利用植物组织培养技术获得长春新碱的基本过程如下图甲所示。请回答下列问题：
(1)①表示________，形成的愈伤组织的特点是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)为了将目的基因通过农杆菌转化法导入长春花细胞进行遗传改造，研究人员用长春花的愈伤组织作为外植体和经筛选的农杆菌进行共培养，共培养的目的是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)研究人员提取不同组织细胞的mRNA，再将其逆转录成cDNA进行PCR扩增，该过程需要________________________________酶参与。设计引物是PCR技术成功的关键步骤之一。图乙为某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)，请判断是否合理并说明理由。
①第一组：____________________________________________________；
②第二组：_______________________________________________________。
解析：(1)植物组织培养的过程包括脱分化和再分化，诱导外植体转变为未分化的细胞(愈伤组织)的过程称为脱分化，即①表示脱分化；愈伤组织是不定形的薄壁组织团块，其中的细胞处于未分化状态。(2)农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T-DNA(可转移的DNA)转移到被侵染细胞的染色体DNA上。用长春花的愈伤组织作为外植体和经筛选的农杆菌进行共培养可使农杆菌Ti质粒的T-DNA 携带目的基因转移到长春花的愈伤组织，并整合到细胞染色体DNA上。(3)提取不同组织细胞的mRNA，再将其逆转录成cDNA进行PCR扩增，其中逆转录过程需要逆转录酶，PCR扩增过程需要耐高温的DNA聚合酶。引物的作用是和母链结合后在DNA聚合酶的作用下，使子链延伸。根据题图乙可知，两组引物设计均不合理，理由见答案。
答案：(1)脱分化　不定形的薄壁组织团块　(2)使农杆菌Ti质粒的T-DNA携带目的基因转移到长春花的愈伤组织细胞，并将其整合到细胞的染色体DNA上　(3)逆转录酶和耐高温的DNA聚合　①不合理，引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效　②不合理，引物Ⅲ因局部碱基互补配对发生自身折叠而失效
21．(10分)近年来，我国在创新药和高端医疗器械等方面取得长足发展，重组人干扰素α-1b是我国批准生产的第一个基因工程药物。下图为其生产原理示意图。回答下列问题：
(1)从淋巴细胞中能提取到干扰素mRNA，而肝脏细胞或肌肉细胞不能，造成这些细胞在形态、结构和功能上存在差异的根本原因是________________。
(2)PCR过程每次循环分为3步，其中发生引物与单链DNA结合的步骤称为______，得到的产物一般通过__________________的方法来鉴定。
(3)在构建重组质粒过程中，需用到的工具酶有____________________。要将成功转入干扰素基因的工程菌筛选出来，所用的方法是________________。为保证工程菌不受其他杂菌的影响，培养前需用______________方法对培养基进行严格的灭菌。
(4)若将干扰素分子上的一个半胱氨酸替换为丝氨酸，则这种改造的干扰素可在一定条件下延长保存时间，这属于________工程应用的领域。
答案：(1)基因的选择性表达　(2)复性　琼脂糖凝胶电泳　(3)限制酶和DNA连接酶　在培养基中添加四环素　湿热(或高压蒸汽)灭菌　(4)蛋白质