新教材高中生物第三章基因工程阶段综合测评苏教版选择性必修3

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B．基因表达载体的构建C．将目的基因导入受体细胞 D．目的基因的检测与鉴定C[将目的基因导入受体细胞过程中没有进行碱基互补配对。]7．某目的基因两侧的DNA序列所含限制酶的酶切位点如图所示，则在进行基因工程操作中最好应选用下列哪种质粒作为载体()D[目的基因只有一侧含有限制酶NheⅠ的识别序列，因此不能用该酶获取目的基因，A错误；目的基因的两侧都含有限制酶AluⅠ的识别序列，可以用该酶获取目的基因，但只用此酶切割可能会导致目的基因和质粒反向连接或自身环化，B错误；目的基因的一侧同时含有限制酶NheⅠ和AluⅠ的识别序列，故用这两种酶切割可能会获得不含目的基因的片段，C错误；目的基因两侧分别含有限制酶NheⅠ和SmaⅠ的识别序列，用这两种酶切割能获取目的基因，而且能防止目的基因和质粒的自身环化和反向连接，D正确。]8．运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中，培育出转基因抗虫的油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白质，对菜青虫有显著抗性，能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减少农药使用。据以上信息，下列叙述正确的是()A．Bt基因的化学成分是蛋白质B．Bt基因中有菜青虫的遗传物质C．转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt基因D．转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物C[基因是有遗传效应的DNA片段，因此Bt基因的化学成分不是蛋白质，A错误；由题干信息“将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中，培育出转基因抗虫的油菜品种”，可知Bt基因不是来源于菜青虫，不含有菜青虫的遗传物质，B错误；转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt基因，Bt基因能控制杀虫蛋白的合成，C正确；转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白属于有机物，D错误。]9．下列有关动物基因工程的说法，错误的是()A．动物基因工程技术可以提高动物的生长速度B．将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低C．用转基因动物作为器官移植的供体时，导入的是调节因子，不是目的基因，因此无法抑制抗原的合成D．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药品的生产问题C[转基因动物作为器官移植的供体时，导入的调节因子也属于目的基因，可抑制抗原的合成。]10．科学家运用转基因技术，将苏云金杆菌的抗虫基因DXT转移到大白菜细胞中，培育出抗虫效果很好的优质大白菜，减少了农药的使用量，减轻了农药对环境的污染。下列说法正确的是()A．用苏云金杆菌直接感染大白菜就可得到转基因大白菜B．DXT基因能在大白菜细胞中正常表达C．转基因大白菜培育的过程中，可以用灭活的病毒作为载体D．转基因大白菜能抵抗各种病虫害B[由于生物间存在生殖隔离，细菌感染时并不把遗传物质传递给受感染生物；抗虫基因DXT转移到大白菜细胞中，培育出抗虫效果很好的优质大白菜，说明DXT基因在大白菜细胞中得到了正常表达；在转基因植物培育过程中，载体常用土壤农杆菌的Ti质粒；苏云金杆菌的抗虫基因编码的蛋白质具有毒杀鳞翅目、双翅目、鞘翅目等昆虫的特性，并不能抵抗各种病虫害。]11．基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是eq\a\vs4\al(↓,,,—GGATCC—)；限制酶Ⅱ的识别序列和切点是eq\a\vs4\al(↓,,,—GATC—)。据图判断下列操作正确的是()A．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割B．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶I切割C．目的基因和质粒均用限制酶I切割D．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割A[由题图信息可知，限制酶Ⅰ只能切割eq\a\vs4\al(↓,—GGATCC—)，限制酶Ⅱ不仅能切割eq\a\vs4\al(↓,—GATC—)，也能切割eq\a\vs4\al(↓,—GGATCC—)。据题图可知，目的基因两端都有限制酶Ⅱ的识别序列(切点是eq\a\vs4\al(↓,—GATC—))，可见只有用限制酶Ⅱ才能将目的基因切割下来。质粒上GeneⅠ和GeneⅡ表示两种标记基因，分别有限制酶Ⅱ的识别序列和限制酶Ⅰ、Ⅱ的识别序列；如果用限制酶Ⅱ切割，则GeneⅠ和GeneⅡ都被破坏，造成重组质粒无标记基因；用限制酶Ⅰ切割，则破坏GeneⅡ，保留GeneⅠ，其产生的黏性末端和切割后目的基因的黏性末端相同，可以连接形成重组DNA。A正确。]12．基因治疗通常是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。下列有关基因治疗的叙述，正确的是()A．基因治疗可以治愈所有的遗传病B．基因治疗的原理是基因突变C．经过基因治疗的病人，后代不会再患同种遗传病D．基因治疗时可以利用经过修饰的病毒作载体D[基因治疗只能治疗因基因异常导致的疾病，例如白化病、红绿色盲等，而不能治愈所有的遗传病，A错误；基因治疗的原理是基因重组，B错误；基因治疗的对象是具有致病基因的体细胞，没有涉及原始性细胞，所以其后代仍可能会再患同种基因疾病，C错误；基因治疗要把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中，所以在治疗时可用经过修饰的病毒作载体，D正确。]13．从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是()A．合成编码目的肽的DNA片段B．构建含目的肽DNA片段的表达载体C．依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽D．筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽C[紧扣蛋白质工程的流程(基本途径)进行分析。由题可知，多肽P1为抗菌性和溶血性均较强的多肽，要设计出抗菌性强但溶血性弱的多肽，即在P1的基础上设计出自然界原本不存在的蛋白质，用蛋白质工程技术可以实现。蛋白质工程的基本途径是：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。故要想在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是依据P1的氨基酸序列设计出多条模拟肽，然后进行改造，从而确定抗菌性强但溶血性弱的多肽的氨基酸序列。]14．下图表示蛋白质工程的操作流程，下列说法不正确的是()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过程分别表示转录、翻译D．通过蛋白质工程可制造出一种新的蛋白质B[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，如蛋白质的空间结构、氨基酸的排列顺序等，这对于合成或改造基因至关重要，A正确；蛋白质工程的进行离不开基因工程，因为对蛋白质的改造要通过对基因的改造来完成，B错误；图中a、b过程分别表示转录、翻译，C正确；通过蛋白质工程可对现有蛋白质进行改造，也可制造出一种新的蛋白质，D正确。]15．图甲、乙中的箭头表示三种限制性内切核酸酶的酶切位点，ampr表示氨苄青霉素抗性基因，neo表示新霉素抗性基因。下列叙述正确的是()A．图甲中的质粒用BamHⅠ切割后，含有4个游离的磷酸基团B．在构建重组质粒时，可用PstⅠ和BamHⅠ切割质粒和外源DNAC．导入目的基因的大肠杆菌可在含氨苄青霉素的培养基中生长D．用PstⅠ和HindⅢ酶切，可以保证重组DNA序列的唯一性D[图甲中的质粒用BamHⅠ切割后，会打开一个切口，故有2个游离的磷酸基团，A错误；在构建重组质粒时，不能用BamHⅠ切割外源DNA，因为BamHⅠ会破坏目的基因，B错误；操作中获取目的基因时会用到PstⅠ，但甲中该酶会破坏氨苄青霉素抗性基因，因此导入目的基因的大肠杆菌不能在含氨苄青霉素的培养基中生长，C错误；用PstⅠ和HindⅢ酶切，可以避免自身环化，保证重组DNA序列的唯一性，D正确。]二、多项选择题：共5题，每题3分，共15分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分，选对但不全的得1分，错选或不答的得0分。16．下列有关基因工程和蛋白质工程的叙述中，正确的是()A．将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法B．设计扩增目的基因的引物时，不必考虑表达载体的序列C．蛋白质工程是通过基因改造或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新蛋白质的技术D．蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质ACD[将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法，A项正确；设计引物时应当考虑表达载体的序列，以保证扩增后，目的基因能与切割后的表达载体相连接，B项不正确；蛋白质工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过改造或合成基因来改造现有的蛋白质，或制造一种新的蛋白质的技术，C项正确；通过蛋白质工程可合成自然界不存在的蛋白质，D项正确。]17．番茄营养丰富，是人们喜爱的蔬菜。普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶的控制基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。科学家通过基因工程将一种抗多聚半乳糖醛酸酶的基因导入番茄细胞，获得了抗软化番茄。下列关于培育抗软化番茄的叙述，正确的是()A．运载工具可以是质粒B．受体细胞是番茄细胞C．目的基因为多聚半乳糖醛酸酶基因D．目的基因的表达延缓了番茄的软化ABD[根据题干信息可知，运载工具可以是Ti质粒，则此时抗软化番茄的培育过程如下：以质粒作为载体，将目的基因(抗多聚半乳糖醛酸酶基因)与质粒结合形成重组DNA，利用含重组DNA的农杆菌去感染普通番茄，使目的基因进入普通番茄细胞中的染色体DNA上，目的基因的表达可抑制多聚半乳糖醛酸酶的作用。]18．利用基因工程技术将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄，试图培育出耐寒能力强的番茄。下列相关说法正确的是()A．可用PCR技术获得抗冻蛋白基因B．将抗冻蛋白基因与相应载体连接构建基因表达载体C．利用显微注射法将基因表达载体导入受体细胞D．检测到番茄细胞中具有抗冻蛋白基因，则培育出的番茄一定具有抗寒能力AB[基因工程中获取目的基因的方法包括：采用PCR技术体外扩增、人工化学合成(如反转录法)，A正确；在培育耐寒转基因番茄的过程中，需要将抗冻蛋白基因与相应载体连接构建基因表达载体，再导入受体细胞，B正确；将目的基因导入植物受体细胞最常用的方法是农杆菌转化法，C错误；番茄细胞中具有抗冻蛋白基因，但该基因在受体细胞中不一定表达，因而培育出的番茄不一定具有抗寒能力，D错误。]19．下图表示利用基因工程生产胰岛素的三种途径，据图判断下列说法正确的是()A．过程①需要限制酶和DNA连接酶B．受体细胞A一般选用乳腺细胞C．受体细胞B通常为莴苣的体细胞D．三种方法得到的胰岛素结构不完全相同ACD[过程①为形成重组质粒的过程，需要限制酶和DNA连接酶，A正确；将目的基因导入动物细胞得到转基因动物时，受体细胞应选择动物的受精卵，B错误；受体细胞B通常是莴苣的体细胞，目的基因导入该细胞后，需对该细胞进行组织培养，形成转基因植株，C正确；大肠杆菌因无内质网、高尔基体等细胞器，无法对核糖体合成的多肽链进行相关加工，形成的胰岛素结构与另外两种方法得到的不同，D正确。]20．下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。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是()A．将重组质粒导入细菌B常用的方法是用Ca2＋处理细菌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AC[将基因表达载体导入细菌B之前，一般要先用Ca2＋处理细菌，使之处于感受态，从而能够吸收重组质粒，显微注射法是将目的基因导入动物细胞常用的方法，A正确；质粒A中含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因，而重组质粒中抗四环素基因被破坏，只含抗氨苄青霉素基因，则在含有氨苄青霉素的培养基上能生长的是导入质粒A或重组质粒的细菌，能在含有四环素的培养基上生长的是导入了质粒A的细菌，B错误，C正确；根据题干信息分析，目的基因(人的生长激素基因)成功表达的标志是受体细胞能产生人的生长激素，D错误。]三、非选择题：共5题，共55分。21．(11分)科学家利用植物生产药用蛋白，研究出了用转基因马铃薯生产人的血清白蛋白的方法。下图表示EcoRⅠ、BamHⅠ两种限制酶在质粒上的切割位点，两种酶识别和切割位点见表。回答相关问题：限制酶识别序列和切割位点EcoRⅠBamHⅠ(1)该工程中适宜用来切割质粒的限制酶是________，原因是__________________________________________________________________________。(2)利用PCR技术扩增血清白蛋白基因，设计引物序列的主要依据是________________________，还需要在引物的一端加上________序列，以便于后续的剪切和连接。(3)将目的基因和质粒进行连接后，需先用________处理农杆菌以便将基因表达载体导入马铃薯细胞，筛选含有目的基因的细胞需在培养基中添加________。(4)从含有血清白蛋白基因的马铃薯细胞中提取血清白蛋白，需通过________过程培养到愈伤组织，从其中提取有效成分。[解析](1)限制酶切割质粒时必须保证至少一个标记基因的完整性，若用EcoRⅠ切割会将质粒上的两个抗性基因都破坏，故不能选择EcoRⅠ切割，只能选择BamHⅠ切割目的基因和载体。(2)PCR扩增的原理是DNA双链复制，需要根据目的(血清白蛋白)基因两端的部分核苷酸序列合成2种引物，还需要在引物一端加上BamHⅠ的识别序列GGATCC，以便于后续的剪切和连接。(3)构建基因表达载体后，首先要把基因表达载体导入农杆菌细胞中，导入之前需要用Ca2＋处理农杆菌细胞，使其处于感受态，然后再让含目的基因的农杆菌去感染马铃薯细胞，进而把目的基因转入马铃薯细胞中，因为基因表达载体中含有抗氨苄青霉素基因，故可以在培养基中加入氨苄青霉素进行筛选。(4)马铃薯细胞需要经过脱分化培养至愈伤组织阶段，即可提取细胞产物血清白蛋白。[答案](1)BamHⅠ用EcoRⅠ切割会将质粒上的两个抗性基因都破坏(2)目的(血清白蛋白)基因两端的部分核苷酸序列GGATCC(3)Ca2＋氨苄青霉素(4)脱分化22．(11分)(2020·江苏高考)如果已知一小段DNA的序列，可采用PCR的方法，简捷地分析出已知序列两侧的序列，具体流程如图(以EcoRⅠ酶切为例)：请据图回答问题：(1)步骤Ⅰ用的EcoRⅠ是一种________酶，它通过识别特定的________切割特定位点。(2)步骤Ⅱ用的DNA连接酶催化相邻核苷酸之间的3′­羟基与5′­磷酸间形成__________；PCR循环中，升温到95℃是为了获得________；Taq酶的作用是催化____________________。(3)若如表所列为已知的DNA序列和设计的一些PCR引物，步骤Ⅲ选用的PCR引物必须是________(从引物①②③④中选择，填编号)。DNA序列(虚线处省略了部分核苷酸序列)已知序列PCR引物①5′­AACTATGCGCTCATGA­3′②5′­GCAATGCGTAGCCTCT­3′③5′­AGAGGCTACGCATTGC­3′④5′­TCATGAGCGCATAGTT­3′(4)对PCR产物测序，经分析得到了片段F的完整序列。下列DNA单链序列中(虚线处省略了部分核苷酸序列)，结果正确的是________。A．5′­AACTATGCG┈┈AGCCCTT­3′B．5′­AATTCCATG┈┈CTGAATT­3′C．5′­GCAATGCGT┈┈TCGGGAA­3′D．5′­TTGATACGC┈┈CGAGTAC­3′[解析](1)根据题图可知，步骤Ⅰ是获取目的DNA片段，所用的酶EcoRⅠ是一种限制酶，其能识别特定的核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。(2)步骤Ⅱ是将目的DNA片段连接成环状，其中DNA连接酶的作用是催化相邻核苷酸之间的3′­羟基和5′­磷酸间形成磷酸二酯键。PCR循环中，升高温度到95℃是为了打开氢键使双链解旋，获得DNA单链，Taq酶的作用是催化游离的脱氧核苷酸连接到引物3′端，合成DNA子链。(3)引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始延伸DNA子链，因为DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸，故为扩增未知序列，选择的与模板链相结合的引物应为5′­TCATGAGCGCATAGTT­3′(引物④)和5′­GCAATGCGTAGCCTCT­3′(引物②)。(4)分析题意可知，片段F的两端为限制酶EcoRⅠ切割后产生的黏性末端，因此其5′端序列应为AATT­，3′端序列应为­TTAA，B正确。[答案](1)限制性内切核酸(或限制)核苷酸序列(2)磷酸二酯键DNA单链以DNA为模板的DNA链的延伸(3)②④(4)B23．(10分)某研究小组进行了甲型H1N1流感病毒的疫苗研制工作，下图为他们前期研究工作的简要操作流程图，回答下列问题：(1)实验步骤①所代表的反应过程是____________；在步骤②之前扩增H基因常采用的方法是__________。(2)步骤②构建基因表达载体A和基因表达载体B必须使用的酶是_____________________________________________________。(3)构建基因表达载体时，一般需要将H基因与载体结合，常用作基因工程载体的是________；在检测受体细胞中是否已经导入目的基因时，常常要借助载体上________的表达。[解析](1)实验步骤①RNA→DNA所代表的反应过程是逆转录；在步骤②之前扩增H基因常采用的方法是PCR技术(或多聚酶链式反应技术)。(2)构建基因表达载体时，首先需要限制酶来切割含目的基因的DNA片段以获取目的基因，同时需要用相同的限制酶切割载体以获取与目的基因相同的黏性末端，再通过DNA连接酶连接目的基因和载体，故步骤②构建基因表达载体A和基因表达载体B必须使用的酶是限制酶和DNA连接酶。(3)构建基因表达载体时，一般需要将H基因与载体结合，常用作基因工程载体的是质粒；在检测受体细胞中是否已经导入目的基因时，常常要借助载体上标记基因的表达。[答案](1)逆转录PCR(或多聚酶链式反应)技术(2)限制酶和DNA连接酶(3)质粒标记基因24．(11分)人的T细胞可以产生某种具有临床价值的蛋白质(Y)，该蛋白质由一条多肽链组成。目前可以利用现代生物技术生产Y。回答下列问题。(1)若要获得Y的基因，可从人的T细胞中提取__________作为模板，在________催化下合成cDNA，再利用________技术在体外扩增获得大量Y的基因。(2)将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法。若将上述所得Y的基因插入农杆菌Ti质粒上的________中，得到含目的基因的重组Ti质粒，则可用农杆菌转化法将该基因导入某种植物的叶肉细胞中。若该叶肉细胞经培养、筛选等得到了能稳定表达Y的愈伤组织，则说明Y的基因已经______________________。(3)天然的Y通常需要在低温条件下保存。假设将Y的第6位氨基酸甲改变为氨基酸乙可提高其热稳定性，若要根据蛋白质工程的原理对Y进行改造以提高其热稳定性，具体思路是_________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)由于人的T细胞可以产生蛋白质Y，要获得Y的基因，可从人的T细胞中提取mRNA作为模板，在逆转录酶催化下，利用四种游离的脱氧核苷酸合成cDNA，再利用PCR技术(体外扩增DNA的技术)在体外扩增获得大量Y的基因。(2)农杆菌转化法中，T­DNA可以携带目的基因转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上，故需要Y的基因插入农杆菌Ti质粒上的T­DNA中得到含目的基因的重组Ti质粒，把含目的基因的重组Ti质粒导入农杆菌中，再让含目