2015年，屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法获奖。工业上青蒿素一般从青蒿植株中提取，产量低，价格高。基因工程及细胞工程等为培育出高青蒿素含量的青蒿提供了思路。科学家先通过紫外线处理大量青蒿幼苗后，偶然发现一株高产植株。通过基因测序发现该高产植株控制青蒿素合成相关的一种关键酶的基因发生了突变。

（1）提取了高产植株的全部DNA后，要想快速大量获得该突变基因可以采用PCR技术，该技术的原理是___________________，需要的条件有___________________________________________。

（2）如果用青蒿某个时期mRNA反转录产生的双链cDNA片段，该双链与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫做青蒿的________________。

（3）将获得的突变基因导入普通青蒿之前，先构建基因表达载体，图1、2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答：

用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因________________________________________________________________________，构建好的重组质粒在其目的基因前要加上特殊的启动子，启动子是_______________________________识别结合位点。

（4）检测目的基因是否表达出相应蛋白质，应采取________________________________________技术。

控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义。目前，分离精子技术是有效的性别控制方法。例如：牛的X精子的DNA含量比Y精子的高出4%左右，利用这一差异人们借助特殊仪器将它们分离开来，再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛（如下图所示）。 根据以上信息回答下列相关问题：

（1）图中过程①通常采用体外受精技术。在这个过程中获能的精子与卵母相遇时，首先快速分裂完成减数第二次分裂，当观察到卵细胞周围有_______时，标志着受精；防止多精入卵的生理反应有_______________________________________________。

（2）胚胎移植时，受体应处于适合的生理状况，此时可利用激素对受体进行___处理；此外，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生___反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。

（3）为了确保得到所需性别的试管牛，往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定，请举出一种对早期胚胎进行性别鉴定的方法（只需写出名称或简要原理）：____________________________。

（4）人们利用试管动物技术成功培育了转基因动物，在基因工程操作的基本程序中，基因工程的核心是______，科学家利用基因工程技术，使转基因动物本身变成“批量生产药物的工厂”。如建立的生产生长激素的乳房生物反应器，即：科学家将____________________等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物。

荒漠齿肋赤藓具有超强耐旱能力的原因是其含有抗旱基因ScALDH21。科研人员提出两种提高棉花抗旱能力的途径，回答下列相关问题:

（1）第一条途径：利用_________酶从荒漠齿肋赤藓中提取目的基因，即____________。科研人员将目的基因整合到Ti质粒的_________上，常利用________法导入棉花的叶肉细胞。最后，将含目的基因的棉花叶肉细胞培育成转基因植株。

（2）第二条途径：可通过__________技术获得荒漠齿肋赤藓与棉花的杂种植物。在该方法中，荒漠齿肋赤藓细胞与棉花细胞融合前需用___________酶去除细胞壁，常用诱导两原生质体融合成杂种细胞的化学试剂为___________。该技术利用的主要原理有____________________________。

（1）应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、                    、                 以及在母体中发育和产出等过程。
（2）在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其            。另外，培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和               。
​（3）利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤是               、基因表达 载体的构建、                   和                     。若要获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、            、             、            和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是              （显微注射法、农杆菌转化法），为 获得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应导入的受体细胞是           （受精卵、乳腺细胞）。

（2）模型是人们为了某种特定目的对认识的对象所做的一种简化的概括性描述，模型构建是生物学教学、研究和学习的一种重要方法。图乙是基因工程的操作流程图，图中D表示_____________。若图乙表示单克隆抗体制备过程，则从A、B到C的过程需要的生物方法是使用___________________。

（3）有人提出用细胞核移植技术构建重组细胞来生产单克隆抗体，试用相关的图示及文字（括号中填文字）完善图丙表示该过程：

（4）高等哺乳动物受精后不久，受精卵开始进行细胞分裂。经桑椹胚、囊胚、原肠胚和组织器官的分化，最后发育成一个完整的幼体，完成胚胎发育的全过程。图中②、③依次为_________，胚胎从①中伸展出来的过程叫做____________。若要对图所示胚胎进行胚胎分割，则正确的操作方法的是图中的_________。

根据下述材料,回答下列问题:

棉铃虫是一种严重危害棉花的害虫。我国科学家发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌,它能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死,而此毒蛋白对人畜无害。通过基因工程的方法,我国已将毒蛋白基因移入棉株细胞内并实现成功表达。

(1)培育上述转基因抗虫棉的过程中,目的基因是               。

(2)“转基因抗虫棉”抵抗害虫的遗传信息表达过程可以表示为                    。

(3)“转基因抗虫棉”的抗虫变异,属于可遗传变异类型中的                         。

(4)该项成果在环境保护上的作用是                       。

(5)科学家预言,该棉花独立种植若干代后,也将出现不抗虫的植株,其原因最可能是                      。

(6)与杂交育种、诱变育种相比,基因工程培育新品种的主要优点是                           。

（7）进行基因工程操作一般要经过的四个步骤依次是           、                    、            、                   。

(1) 若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越________。

(2) 一个如图所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有________个游离的磷酸基团。

(3)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入________酶。

(4) 重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了__________________________________

（1）该技术定向改变了酵母菌的性状，这在可遗传变异的来源中属于______。

（2）从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因，还可采用__________方法获得目的基因。本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的运载体是_________。

 （3）要使运载体与LTP1基因连接，首先要进行切割。假如运载体被切割后，得到的分子末端序列为  则能与该运载体连接的LTP1基因分子末端是_______。

（4）切割完成后，将运载体与LTP1基因连接，连接后得到的DNA分子称为______。

（5）此操作中可以用分别含有青霉素、四环素的两种选择培养基进行筛选，则有C进入的酵母菌在选择培养基上的生长情况是___________。

如图是从酵母菌中获取某植物需要的某种酶的基因的流程,结合所学知识及相关信息回答下列问题：

（1）图中cDNA文库         基因组文库（选填“大于”或“等于”或“小于”）。

（2）①过程提取的DNA需要         的切割。

（3）为在短时间内大量获得目的基因，可用的技术是       ，其原理是                。该反应体系的主要成分应该包含：扩增缓冲液（含Mg²⁺）、水，4种脱氧核糖苷酸、模板DNA、_____________和_________________。

（4）目的基因获取之后，需要进行基因表达载体的构建，基因表达载体的组成必须有_________             及标记基因等，此步骤是基因工程的核心。

（5）将该目的基因导入某双子叶植物细胞，常采用的方法是           ，其能否在此植物体内稳定遗传的关键是            ，可以用                技术进行检测。