天然 β 淀粉酶大多耐热性差,不利于工业化应用。我国学者借…——2023 高考生物第 27 题答案解析

2023_辽宁卷 (生物)

2023 辽宁 第 27 题 填空题 区分题
2023_辽宁卷 (生物)

25. 天然 β 淀粉酶大多耐热性差,不利于工业化应用。我国学者借助 PCR 改造 β-淀粉酶基因,并将改造的
基因与 pLN23 质粒重组后导入大肠杆菌,最终获得耐高温的 β-淀粉酶。回答下列问题:
(1)上述过程属于_____工程。
(2)PCR 中使用的聚合酶属于_____(填写编号)。
①以 DNA 为模板的 RNA 聚合酶 ②以 RNA 为模板的RNA 聚合酶

③以 DNA 为模板的 DNA 聚合酶 ④以 RNA 为模板的 DNA 聚合酶
(3)某天然 β-淀粉酶由 484 个氨基酸构成,研究发现,将该酶第476 位天冬氨酸替换为天冬酰胺,耐热
性明显提升。在图 1 所示的 β-淀粉酶基因改造方案中,含已替换碱基的引物是_____(填写编号)。

(4)为了使上述改造后的基因能在大肠杆菌中高效表达,由图 2 所示的 pLN23 质粒构建得到基因表达载
体。除图示信息外,基因表达载体中还应该有目的基因(即改造后的基因)和_____。

(5)目的基因(不含 EcoRI 酶切位点)全长为 1.5kb,将其插入 BamH I 位点。用 EcoR I 酶切来自于不
同大肠杆菌菌落的质粒 DNA,经琼脂糖凝胶电泳确定 DNA 片段长度,这一操作的目的是_____。正确连
接的基因表达载体被 EcoR Ⅰ酶切后长度为_____kb。
(6)采用 PCR 还能在分子水平上确定目的基因是否转录,根据中心法则,可通过_____反应获得 PCR 的
模板。

参考答案

(1) 蛋白质; (3) (3)②; (4) 标记基因; (5) ①. 筛选导入目的基因的大肠杆菌 ②. 5.7; (6) 逆转录

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【答案】 (1)蛋白质 (2)③ (3)②
(4)标记基因 (5) ①. 筛选导入目的基因的大肠杆菌 ②. 5.7
(6)逆转录
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:1、目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、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:

(1)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。 (2)个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【小问 1 详解】
根据蛋白质的功能改变基因的结构,最终获得耐高温的 β-淀粉酶,这属于蛋白质工程。
小问 2 详解】
PCR 的原理是 DNA 双链复制,利用的酶是耐热的DNA 聚合酶,合成子链时是以 DNA 为模板。
【小问 3 详解】
根据 β-淀粉酶的编码序列,替换的碱基在编码序列中,则利用的引物应该把编码序列全部扩增在内,则所
用的引物是②③。含已替换碱基的引物是②。
【小问 4 详解】
作为基因工程载体的质粒应该包含:复制原点、限制酶的切割位点、标记基因、启动子和终止子,根据图
示的表达载体可知应还要包括目的基因和标记基因。
【小问 5 详解】
目的基因通过表达载体导入大肠杆菌中,大肠杆菌菌落的质粒 DNA,经琼脂糖凝胶电泳确定 DNA 片段长
度,这一操作的目的是筛选出导入目的基因的大肠杆菌。正确连接的基因表达载体只有一个 EcoR Ⅰ酶切位
点,则切割后的长度为 $4.2+1.5=5.7kb$。
【小问 6 详解】
转录是以 DNA 为模板合成 RNA 的过程,通过 PCR 在分子水平上确定目的基因是否转录,则需要以 RNA
为模板逆转录出 DNA 作为 PCR 反应的模板。
【

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