专题14 现代生物科技专题
(45分钟 100分)
1.(12分)(2024·江苏高考)为生产具有特定性能的α-淀粉酶,研究人员从某种海洋细菌中克隆了α-淀粉酶基因(1 656个碱基对),利用基因工程大量制备α-淀粉酶,实验流程见图。请回答下列问题:
(1)利用PCR技术扩增α-淀粉酶基因前,需先获得细菌的________。
(2)为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接,需在引物的________端加上限制性酶切位点,且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点,主要目的是__
_____________________________________。
(3)进行扩增时,反应的温度和时间需根据具体情况进行设定,下列选项中____ ______的设定与引物有关,________的设定与扩增片段的长度有关。(填序号)
①变性温度 ②退火温度 ③延伸温度
④变性时间 ⑤退火时间 ⑥延伸时间
(4)如图表示筛选获得的工程菌中编码α-淀粉酶的mRNA的部分碱基序列:
5'-AUGCCAUCAACAAAUACUAACACUU……-3'
图中虚线框内mRNA片段包含______个密码子,如虚线框后的序列未知,预测虚线框后的第一个密码子最多有______种。
(5)获得工程菌表达的α-淀粉酶后,为探究影响酶活性的因素,以浓度为1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性,结果如下: 缓冲 液 pH 酶相 68.63.41.20.对活 25.4 40.2 49.8 63.2 70.1 95.5 99.5 85.3 1 7 5 8 性% 根据上述实验结果,初步判断该α-淀粉酶活性最高的条件为________________
__________________________________________。
【解析】(1)在提取目的基因时,需获得细菌的全部基因,所以应获得它的基因组DNA。(2)在PCR技术中,在耐高温的DNA聚合酶的作用下,从引物的3'端延伸DNA链,限制性酶切位点相关序列应加在引物的
50 mmol/L Na2HPO4-KH2PO4 50 mmol/L Tris-HCl 50 mmol/L Gly-NaOH 10.10.6.0 6.5 7.0 7.5 7.5 8.0 8.5 9.0 9.0 9.5 0 5 5'端,而且两种引物的5'端加的限制性酶切位点是不同的,这样可以保证通过PCR技术获得的目的基因两端具有限制酶切割的序列,将来切割后形成的黏性末端不同,优点是保证DNA片段能定向插入表达载体,并减少自连和自身环化现象。(3)进行扩增时,退火温度的设定与引物有关,引物中C、G碱基比例越高,退火温度越高;延伸时间的设定与扩增片段的长度有关,因为扩增片段越长,复制的时间越长。(4)图中虚线框内mRNA片段从起始密码子AUG开始计数,相邻的3个碱基为一个密码子,其中应有8个密码子,虚线框后的第一个密码子以U开头,根据其后两个碱基计算得16种,但除去3种终止密码,则最多有13种密码子,因为虚线框后不可能为终止密码。(5)分析可知,酶活力最高的环境条件是pH为8.5,缓冲液为50 mmol/L Tris-HCl。 答案:(1)基因组DNA
(2)5' 使DNA片段能定向插入表达载体,减少自连 (3)② ⑥ (4)8 13
(5)pH为8.5,缓冲液为50 mmol/L Tris-HCl
2.(16分)(新题预测)“紫薯”外观艳丽、富含花青素,有清除体内自由基、抗癌防老等保健功效。研究人员通过现代分子技术手段,克隆了控制紫薯的着色基因BL。回答下列问题:
(1)获取基因BL的方法之一是利用PCR技术扩增大量的DNA。此方法使用的DNA聚合酶与生物体内的DNA聚合酶相比,最主要的特点是______________。PCR技术能把某一DNA片段进行扩增,依据的原理是___________________________
2024届 二轮复习 专题14 现代生物科技专题 作业(全国通用)
