专题1.3基因工程的应用及蛋白质工程-2017-2018学年高二生物人教版（选修3）含解析

专题1 基因工程
1.3 基因工程的应用及蛋白质工程

植物基因工程硕果累累
1．植物基因工程主要用于提高农作物的____________能力（如抗除草剂、____________、____________、抗干旱和抗盐碱等），以及改良农作物的____________和利用植物____________等。。
2．实例
（1）抗虫转基因植物：如棉、玉米、马铃薯、番茄等，用于杀虫的基因主要是_________________、____________________、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。
（2）抗病转基因植物：如烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。用于抗病的基因最多的是___________________、___________________。抗真菌转基因植物可使用的基因有几丁质酶基因和___________________基因。
（3）抗逆转基因植物
①抗逆基因：调节细胞_____________基因使作物抗碱、抗旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。
②成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。
（4）转基因改良植物品质
①优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。
②成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。
二、动物基因工程前景广阔
1．提高动物的生长速度
（1）生长基因：外源_______________基因。
（2）成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。
2．改善畜产品的品质
（1）优良基因：肠乳糖酶基因。
（2）成果：转基因牛______________含量少。
3．转基因动物生产药物
（1）基因药用_______________基因+______________蛋白基因+启动子。
（2）成果：乳腺生物反应器。
4．转基因动物作器官移植的供体
（1）器官供体：抑制或除去抗原决定基因。
（2）成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。
三、基因工程药物
1．第一种基因工程药物：____________________。
2．工程菌：________________________________。
四、基因治疗
1．概念：把_____________基因导入_____________体内，使该基因的_____________发挥功能，达到治疗疾病的目的。
种类：体内基因治疗和______________________。
五、蛋白质工程崛起的缘由
蛋白质工程崛起的缘由：基因工程可将一种生物的 转移到另一种生物的体内，可产生它本不能产生的 ，表现出新的性状。基因工程原则上只能生产 的蛋白质，它符合特定物种生存的需要却不一定符合人类的需要。
六、蛋白质工程的基本原理
1．蛋白质工程的原理：目标是根据人们对 的特定需求，对 进行分子设计。天然蛋白质合成的过程是按照 进行的，蛋白质工程与之相反，它的基本途径是：从预期的 出发→设计预期的 →推测应有的 →找到相对应的 →基因表达→产生需要的蛋白质。
2．蛋白质工程的概念：又被称为第二代基因工程，是指以蛋白质分子的 及其与 的关系作为基础，通过 或 ，对现有蛋白质进行 ，或 一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。
七、蛋白质工程的进展和前景
1．前景诱人：用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有 、 和 的特点，因此有极为广阔的发展前景。
2．面临困难：目前科学家对大多数蛋白质的 的了解还不够，因此蛋白质工程目前成功的例子不多。

一、1．抗逆 抗虫 抗病 品质 生产药物
2．（1）Bt毒蛋白基因 蛋白酶抑制剂基因
（2）病毒外壳蛋白基因 病毒的复制酶基因 抗毒素合成
（3）渗透压
二、1．（1）生长激素
2．（2）乳糖
3．（1）蛋白 乳腺
三、1．重组人胰岛素
2．细胞因子、抗体、疫苗、激素等
四、1．正常 病人 表达产物
2．体外基因治疗
五、基因 蛋白质 自然界已存在
六、1．蛋白质功能 蛋白质的结构 中心法则 蛋白质功能 蛋白质结构 氨基酸序列 脱氧核苷酸序列（基因）
2．结构规律 生物功能 基因修饰 基因合成 改造 制造
七、1．体积小 耗电少 效率高
2．高级结构

1．基因工程中的几种检测方法
1．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列各项中最能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是
A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因
B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA
C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列
D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白
【参考答案】D
2．基因治疗与基因诊断的不同点
原理
操作过程
进展
基因治疗
基因表达
利用正常基因导入有基因缺陷的细胞中，以表达出正常性状来治疗(疾病)
临床试验
基因诊断
碱基互补配对
制作特定DNA探针与病人样品DNA混合，分析杂交带情况
临床应用
2．下列关于基因治疗说法正确的是
A．基因治疗是治疗疾病的新途径，其利用的是转基因技术
B．基因治疗的主要方法是让患者口服一些健康的外源基因
C．基因治疗的主要原理是修复患者的基因缺陷
D．基因治疗在发达国家已成为一种常用的治疗手段
【参考答案】A
【试题解析】基因治疗是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗目的，基因治疗是治疗疾病的新途径，其利用的是转基因技术，A正确；基因是大分子有机物，所以口服基因，在消化道中被分解，不能起作用，B错误；基因治疗的主要原理是将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，而不是修复患者的基因缺陷，C错误；基因治疗目前只是处于初期的临床试验阶段，D错误。
3．基因工程和蛋白质工程的比较
项目
蛋白质工程
基因工程
区
别
过
程
预期蛋白质的功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→推测相对应的脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质
获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定
实
质
定向改造或生产人类所需要的蛋白质
定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品
结
果
生产自然界中没有的蛋白质
生产自然界中已有的蛋白质
联系
蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程，因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，都必须通过基因修饰或基因合成来实现
3．下列有关蛋白质工程和基因工程的叙述，错误的是
A．基因工程是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内，并在其中进行表达，它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质
B．蛋白质工程的产品已不再是天然的蛋白质，而是经过改造的，具有了人类所需要的优点的蛋白质
C．蛋白质工程利用基因工程的手段，按照人类自身的需要，定向地改造天然的蛋白质，甚至于创造全新的蛋白质分子
D．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构
【参考答案】D
【试题解析】基因工程是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内，并在其中进行表达，它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质，A正确；蛋白质工程是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，B正确；蛋白质工程利用基因工程的手段，按照人类自身的需要，定向地改造天然的蛋白质，甚至于创造全新的蛋白质分子，C正确；蛋白质工程对蛋白质结构的改造是通过改造基因来实现的，所以蛋白质工程是在分子水平上对基因直接进行操作，进而改造蛋白质分子的，D错误。

1．下列有关基因工程应用的说法，正确的是
A．引起植物生病的微生物称为病原微生物，主要有病毒、真菌和细菌等
B．科学家将外源生长素基因导入动物体内，以提高动物的生长速率
C．在抗虫转基因植物培育中，用于杀虫的基因主要是Bt毒蛋白基因、抗毒素合成基因、植物凝集素基因等
D．用氯化钙处理植物细胞可以增加细胞壁的通透性
2．下列有关动物基因工程的说法，错误的是
A．将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速度
B．将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大降低
C．利用基因工程得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要药品的生产问题
D．用转基因动物作为器官移植的供体时，由于导入的是调节因子，而不是目的基因，因此无法抑制抗原的合成
3．研究表明，每个人的DNA都不完全相同，因此DNA也可以像指纹一样用来识别身份，这种方法就是DNA指纹技术。下列关于DNA指纹技术的说法正确的是
A．应用DNA指纹技术首先需用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段，该酶是DNA酶
B．切出的DNA片段可以用差速离心的方法进行分离
C．该技术利用了DNA分子的特异性
D．通过检测线粒体DNA可以鉴定父、子关系
4．上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高了30多倍，标志着我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。下列与此有关的叙述中，正确的是
A．所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因
B．可将白蛋白基因导入牛的卵细胞中，通过组织培养形成转基因牛
C．人们只在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，是因为只在转基因牛的乳腺细胞中有人白蛋白基因
D．如果人白蛋白基因的序列是已知的，可以用化学方法合成该目的基因
5．科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。下列说法正确的是
A．将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，可以用花粉管通道法
B．构建含有人生长激素基因的表达载体时只需要用到DNA连接酶
C．进行基因转移时，通常要将外源基因转入受精卵中
D．采用抗原—抗体杂交技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组
6．第三代疫苗——DNA疫苗是指将编码保护性抗原蛋白的基因插入到适宜的质粒中得到的重组DNA分子，将其导入人体内，在人体细胞内表达的产物可直接诱导机体免疫反应，且可持续一段时间。下列有关DNA疫苗的叙述，正确的是
A．表达产物不是抗原
B．DNA疫苗生产过程不需要DNA解旋酶和限制酶
C．抗原基因在体内表达时不需要RNA聚合酶
D．DNA疫苗的特异性与碱基种类无关
7．MyoD是成肌细胞分化为骨骼肌细胞过程中的一种关键蛋白。将MyoD基因转入体外培养的成纤维细胞中表达，成纤维细胞就能表现出骨骼肌细胞的特征。下列说法正确的是
A．可用Ca2+处理成纤维细胞使其成为感受态
B．MyoD基因只存在于骨骼肌细胞中
C．骨骼肌细胞只表达MyoD的基因
D．MyoD基因在正常成纤维细胞中不表达
8．科学家利用基因工程培育出了耐盐的转基因水稻新品系。下列叙述错误的是
A．如果目的基因的核苷酸序列是全部未知的，可用PCR技术得到
B．可通过农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞
C．含耐盐基因的水稻细胞可经植物组织培养获得植株
D．可用较高浓度的盐水浇灌来鉴定水稻植株的耐盐性
9．腺苷脱氢酶（ADA）基因缺陷症是一种免疫缺陷病，对患者采用基因治疗的方法是：取出患者的白细胞，进行体外培养时转入正常ADA基因，再将这些白细胞注入患者体内，使其免疫功能增强，能正常生活。下列有关叙述中，正确是
A．正常ADA基因替换了患者的缺陷基因
B．正常ADA基因通过控制ADA的合成来影响免疫功能
C．T淋巴细胞需在体外培养至无限增殖时再注入患者体内，保证体内有足量的携带正常基因的T淋巴细胞
D．体外培养T淋巴细胞时可以通过显微注射技术将正常的ADA基因直接导入淋巴细胞
10．下图表示蛋白质工程的操作过程，相关说法不正确的是
A．蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作
B．蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术
C．a、b过程分别是转录、翻译
D．蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因
11．中华鲟是地球上最古老的脊椎动物，被称为“活化石”。研究者试图通过蛋白质工程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．该工程可以定向改变蛋白质分子的结构
B．改造蛋白质是通过改造基因结构而实现的
C．改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种
D．改造后的中华鲟的后代不具有改造的蛋白质
12．猪的胰岛素用于人体降低血糖浓度效果不明显，原因是猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同。为了使猪胰岛素临床用于人治疗糖尿病，利用蛋白质工程进行蛋白分子设计的最佳方案是
A．对猪胰岛素进行一个不同氨基酸的替换
B．将猪胰岛素和人胰岛素进行拼接组成新的胰岛素
C．将猪和人的胰岛素混合在一起治疗糖尿病
D．根据人的胰岛素设计制造一种全新的胰岛素

13．如图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图，所用载体为质粒A。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒A导入细菌B后，其上的基因能得到表达。下列说法正确的是
A．将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法
B．将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌
C．将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌
D．目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长
14．α1-抗胰蛋白酶缺乏症是北美常见的一种单基因遗传病，患者成年后会出现肺气肿及其他疾病，严重者甚至死亡。利用基因工程技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵，最终培育出能在乳腺细胞表达人α1-抗胰蛋白酶的转基因羊，从而更容易获得这种酶。下列关于该过程的叙述中错误的是
A．载体上绿色荧光蛋白基因（GFP）的作用是便于筛选含有目的基因的受体细胞
B．将目的基因导入羊膀胱细胞中，将会更加容易得到α1-抗胰蛋白酶
C．培养出的转基因羊的所有细胞中都含有该目的基因，故该羊有性生殖产生的后代也都能产生α1-抗胰蛋白酶
D．目的基因与载体重组过程需要DNA连接酶的催化作用
15．CRISPR／Cas9系统作为新一代基因编辑工具，具有操作简便、效率高、成本低的特点。该系统由Cas9和单导向RNA(sgRNA)构成。Cas9是一种核酸内切酶，它和sgRNA构成的复合体能与DNA分子上的特定序列结合，并在PAM序列(几乎存在于所有基因)上游切断DNA双链(如下图所示)。DNA被切断后，细胞会启动DNA损伤修复机制。在此基础上如果为细胞提供一个修复模板，细胞就会按照提供的模板在修复过程中引入片段插入或定点突变，从而实现基因的编辑。
（1）真核细胞中没有编码Cas9的基因，可利用基因工程的方法构建_____________，将Cas9基因导入真核细胞。Cas9是在细胞中的____________中合成的，而sgRNA的合成需要____________酶的催化。
（2）如图所示，CRISPR/Cas9系统发挥作用时，sgRNA分子的序列与基因组DNA中特定碱基序列因为___________所以能结合在一起，然后由Cas9催化____________水解，从而使DNA分子断裂。
（3）一般来说，在使用CRISPR/Cas9系统对不同基因进行编辑时，应使用Cas9和_____________（填“相同”或“不同”）的sgRNA进行基因的相关编辑。
（4）通过上述介绍，你认为基于CRISPR/Cas9系统的基因编辑技术在________________________________________等方面有广阔的应用前景。（至少答出两点）
16．白僵菌可感染农业害虫，常作为防治害虫的菌剂。由于白僵菌对除草剂草丁膦敏感，且杀死害虫的能力较弱，科研人员对其进行基因工程改造，流程如图所示。
（1）苏云金芽孢杆菌产生的毒蛋白，能有效杀死害虫。已知该基因的全部序列，科研人员通过__________法和PCR技术获得大量毒蛋白基因片段。据图分析将毒蛋白基因和质粒连接获得重组质粒1的过程需要用到的工具酶是______________________________。
（2）重组质粒1和Bar基因（草丁膦抗性基因）各自用Xba Ⅰ酶处理，得到酶切片段。重组质粒1的酶切片段再用去磷酸化酶处理，使末端游离的磷酸基团脱离，目的是防止
______________________________。
（3）将重组质粒2与感受态的白僵菌菌液混合进行转化，重组质粒2在白僵菌细胞内被修复。一段时间后用含有__________的平板培养基进行筛选，获得含有Bar基因的重组白僵菌。
（4）提取上述重组白僵菌全部mRNA，加入____________________酶，获得cDNA，再加入毒蛋白基因引物进行PCR反应，用以检测毒蛋白基因是否完成了__________。在PCR反应体系中除引物、模板外还需加入____________________。
（5）科研人员将重组白僵菌喷涂于植物叶片上，以此饲喂饥饿处理的害虫，记录单位时间内的__________，以判断重组白僵菌的杀虫效果。

17．（2017·新课标Ⅱ卷）几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题：
（1）在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是__________________________。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是__________________________。
（2）以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是__________________________。
（3）若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是__________________________（答出两点即可）。
（4）当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是_____________________。
（5）若获得的转基因植株（几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中）抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是__________________________。
18．（2016·天津卷）人血清白蛋白(HSA) 具有重要的医用价值，只能从人血浆中制备。如图是以基因工程技术获取重组HSA（rHSA）的两条途径。
（1）获取HSA基因，首先需采集人的血液，提取_____________合成总cDNA，然后以cDNA为模板，采用PCR技术扩增HSA基因。下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出另一条引物的位置及扩增方向。
（2）启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，需要选择的启动子是_____________（填写字母，单选）。
A．人血细胞启动子 B．水稻胚乳细胞启动子 C．大肠杆菌启动子 D．农杆菌启动子
（3）利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是________________________。
（4）人体合成的初始HSA多肽，需要经过膜系统加工形成正确空间结构才能有活性。与途径II相比，选择途径I获取rHSA的优势是____________________________________________________。
（5）为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与____________________的生物学功能一致。
1．【答案】A
2．【答案】D
【解析】将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速度，A正确；将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量大大降低，B正确；利用基因工程技术，得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要的药品的生产问题，C正确；用转基因动物作为器官移植的供体时，将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，D错误。
3．【答案】C
【解析】将待检测的样品DNA切成片段的酶是限制酶，A错误；切出的DNA片段可以用电泳的方法进行分离，B错误；该技术利用了DNA分子的特异性，C正确；儿子的线粒体基因来自于母亲，因此要鉴定父子关系应该检测细胞核DNA，D错误。
4．【答案】D
【解析】所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞合成更多的人白蛋白，A错误；可将白蛋白基因导入牛的受精卵中，通过早期胚胎培养得到早期胚胎，通过胚胎移植得到转基因牛，B错误；人们只在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中表达，C错误；依据基因工程获取目的基因的方法可知，如果人白蛋白基因的序列是已知的，可以用化学方法合成该目的基因，D正确。
5．【答案】C
【解析】花粉管通道法常用于将目的基因导入植物细胞，A错误；构建含有人生长激素基因的表达载体时需要用到DNA连接酶和限制酶，B错误；由于受精卵的全能性最高，所以进行基因转移时通常将外源基因转入受精卵中，C正确；检测外源基因是否插入了小鼠的基因组通常采用DNA分子杂交技术，D错误。
6．【答案】D
【解析】DNA疫苗是编码抗原蛋白的基因，因此其表达产物是抗原，A错误；DNA疫苗是指将编码保护性抗原蛋白的基因插入到适宜的质粒中得到的重组DNA分子，可见其生产过程需要DNA连接酶和限制性核酸内切酶，B错误；基因在体内表达的转录过程，需要RNA聚合酶催化，C错误；DNA的特异性与碱基对的排列顺序有关，与碱基种类无关，D正确。
7．【答案】D
8．【答案】A
【解析】PCR技术获取目的基因的前提条件是要有一段已知的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物，A项错误；可通过农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞，B项正确；组织培养可以保持亲本的优良性状，含耐盐基因的水稻细胞可经植物组织培养获得耐盐的植株，C项正确；水稻植株是否耐盐，主要看植株能否在高浓度的盐溶液中生活，因此，可以用较高浓度的盐水浇灌来鉴定水稻植株的耐盐性，D项正确。
9．【答案】B
【解析】依题意可知，正常的ADA基因并没有替换患者的缺陷基因，A项错误；正常ADA基因通过控制腺苷脱氢酶（ADA）的合成来影响免疫功能，B项正确；T淋巴细胞需在体外培养至一定数量时再注入患者体内，保证体内有足量的携带正常基因的T淋巴细胞，C项错误；体外培养T淋巴细胞时可以通过显微注射技术将构建的含正常ADA基因的表达载体导入淋巴细胞，D项错误。
10．【答案】B
【解析】蛋白质工程中了解蛋白质分子结构如蛋白质的空间结构、氨基酸的排列顺序等，对于合成或改造基因至关重要；蛋白质工程的进行离不开基因工程，对蛋白质的改造是通过对基因的改造来完成的；图中a、b过程分别是转录、翻译过程；蛋白质工程中可根据已经明确的蛋白质的结构构建出一种全新的基因。
11．【答案】D
【解析】蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类需要，A正确；蛋白质工程的实质是通过改变基因的结构来改变蛋白质的功能，B正确；改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种，C正确；蛋白质工程改变的是基因，是可以遗传的，所以改造后的中华鲟的后代可能具有改造的蛋白质，D错误。
12．【答案】A
【解析】根据题干信息“猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同”可知，利用蛋白质工程进行蛋白质分子设计的最佳方案是对猪胰岛素进行一个不同氨基酸的替换。
13．【答案】C
14．【答案】C
【解析】根据题意，该基因工程中，载体上绿色荧光蛋白基因（GFP）的作用是便于筛选含有目的基因的受体细胞，A正确；将目的基因导入羊膀胱细胞中，可获得膀胱生物反应器，不受羊的性别限制，将会更加容易得到α1-抗胰蛋白酶，B正确；该转基因羊并不是所有细胞中都含有该目的基因，因为重组质粒可能存在于细胞质中，可能重组到其中一条染色体上，因此产生的生殖细胞不一定含有该目的基因，故该羊有性生殖产生的后代也不一定都能产生α1-抗胰蛋白酶，C错误；目的基因与载体重组过程需要DNA连接酶的催化作用，D正确。
15．【答案】（1）基因表达载体 核糖体 RNA聚合
（2）碱基序列互补 磷酸二酯键
（3）不同
（4）基因治疗、基因水平进行动植物的育种、研究基因的功能等
【解析】（1）真核细胞中没有编码Cas9的基因，可利用基因工程的方法构建基因表达载体，将Cas9基因导入真核细胞。Cas9的化学本质是蛋白质，蛋白质的合成场所为核糖体，而sgRNA的合成需要转录过程中的RNA聚合酶的催化。（2）如图所示，CRISPR/Cas9系统发挥作用时，sgRNA分子的序列与基因组DNA中特定碱基序列因为碱基序列互补所以能结合在一起。要使DNA分子断裂，需要由Cas9催化脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键水解。（3）根据碱基互补配对原则，在使用CRISPR/Cas9系统对不同基因进行编辑时，应使用Cas9和不同的sgRNA进行基因的相关编辑。（4）通过上述介绍，基于CRISPR/Cas9系统的基因编辑技术在基因治疗、基因水平进行动植物的育种、研究基因的功能等方面有广阔的应用前景。
16．【答案】（1）人工合成（或“化学合成”） Nco Ⅰ、BamH Ⅰ和DNA连接酶
（2）重组质粒1酶切片段自身连接（或“相互连接”）
（3）草丁膦
（4）逆转录 转录 dNTP、Taq酶
（5）死亡害虫数
17．【答案】（1）嫩叶组织细胞易破碎 防止RNA降解
（2）在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA
（3）目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子
（4）磷酸二酯键
（5）目的基因的转录或翻译异常
【解析】（1）在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是嫩叶组织细胞易破碎。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是防止RNA降解。（2）以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA。（3）若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是目的基因无复制原点、目的基因无表达所需启动子。（4）当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。（5）若获得的转基因植株（几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中）抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是目的基因的转录或翻译异常。
18．【答案】（1）总RNA （或mRNA）
（2）B
（3）吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因成功转化
（4）水稻是真核生物，具有膜系统，能对初始rHSA多肽进行高效加工
（5）HSA