非细胞合成技术是一种运用合成生物学方法，在细胞外构建多酶催化体系，获得目标产物的新技术，其核心是各种酶基因的挖掘、表达等。中国科学家设计了 4 步酶促反应的非细胞合成路线（图），可直接用淀粉生产肌醇（重要的医药食品原料），以期解决高温强酸水解方法造成的严重污染问题，并可以提高产率。

回答下列问题：

（ 1 ）研究人员采用 PCR 技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此外，获得酶基因的方法还有 ___________ 。（答出两种即可）

（ 2 ）高质量的 DNA 模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量 DNA 模板时必须除去蛋白，方法有 ___________ 。（答出两种即可）

（ 3 ）研究人员使用大肠杆菌 BL21 作为受体细胞、 pET20b 为表达载体分别进行 4 种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备 ___________ 细胞。为了检测目的基因是否成功表达出酶蛋白，需要采用的方法有 ___________ 。

（ 4 ）依图所示流程，在一定的温度、 pH 等条件下，将 4 种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同，可能导致的结果是 ___________ 。在分子水平上，可以通过改变 ___________ ，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。

答案

基因文库中获取、人工合成法 盐析法、酶解法或高温变性 感受态 抗原 - 抗体杂交技术    有的酶失活而使反应中断     基因的碱基序列

【分析】

基因工程技术的基本步骤：

（ 1 ）目的基因的获取：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。

【详解】

（ 1 ）分析题意，研究人员从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因采用了 PCR 技术，此外获得酶基因的方法还有从基因文库中获取和人工合成法。

（ 2 ）高质量的 DNA 模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量 DNA 模板时必须除去蛋白，可根据 DNA 和蛋白质的溶解性、对酶、高温和洗涤剂的耐受性去除蛋白质，方法有盐析、酶解法或高温变性法等。

（ 3 ）研究人员使用大肠杆菌 BL21 作为受体细胞、 pET20b 为表达载体分别进行 4 种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备感受态细胞， 即利用钙离子处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞，使其 易于接受外来的 DNA 分子。基因工程中，酶基因（目的基因）成功表达的产物酶蛋白的化学本质是蛋白质，常用抗原 - 抗体杂交技术进行检测。

（ 4 ）依图所示流程，在一定的温度、 pH 等条件下，将 4 种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。由于酶的作用条件较温和，若这些酶最适反应条件不同，则可能导致有的酶失活而使反应中断。在分子水平上，可以通过改变基因的碱基序列，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。

【点睛】

本题考查基因工程、 DNA 的粗提取和鉴定的相关知识，意在考查考生把握知识间的联系、理论与实际相结合解决实际问题的能力，难度中等。