某种类型的白血病由蛋白 P 引发,蛋白 UBC 可使 P…——2022 高考生物第 25 题答案解析

2022_山东卷 (生物)

2022 山东 第 25 题 填空题 区分题
2022_山东卷 (生物)

25. 某种类型的白血病由蛋白 P 引发,蛋白 UBC 可使 P 被蛋白酶识别并降解,药物 A 可通过影响这一过
程对该病起到治疗作用。为探索药物 A 治疗该病的机理,需构建重组载体以获得融合蛋白 FLAG-P 和
FLAG-P△。P△是缺失特定氨基酸序列的 P,FLAG 是一种短肽,连接在 P 或 P△的氨基端,使融合蛋白
能与含有 FLAG 抗体的介质结合,但不影响 P 或 P△的功能。
(1)为构建重组载体,需先设计引物,通过 PCR 特异性扩增 P 基因。用于扩增 P 基因的引物需满足的条
件是_______、为使 PCR 产物能被限制酶切割,需在引物上添加相应的限制酶识别序列,该限制酶识别序
列应添加在引物的______(填“3'端”或“ 5'端”) 。
(2)PCR 扩增得到的 P 基因经酶切连接插入载体后,与编码 FLAG 的序列形成一个融合基因,如图甲所
示,其中“ATGTGCA”为 P 基因编码链起始序列。将该重组载体导入细胞后,融合基因转录出的 mRNA
序列正确,翻译出的融合蛋白中 FLAG 的氨基酸序列正确,但 P 基因对应的氨基酸序列与 P 不同。据图甲
分析,出现该问题的原因是______。修改扩增 P 基因时使用的带有 EcoRⅠ识别序列的引物来解决该问
题,具体修改方案是______。
(3)融合蛋白表达成功后,将 FLAG-P、FLAG-P△、药物 A 和 UBC 按照图乙中的组合方式分成 5 组。
各组样品混匀后分别流经含 FLAG 抗体的介质,分离出与介质结合的物质并用 UBC 抗体检测,检测结果
【

如图丙所示。已知 FLAG-P 和 FLAG-P△不能降解 UBC,由①②③组结果的差异推测,药物 A 的作用是
______;由②④组或③⑤组的差异推测,P△中缺失的特定序列的作用是______。
(4)根据以上结果推测,药物 A 治疗该病的机理是______。

参考答案

(1) ①. 两种引物分别与两条模板链3'端的碱基序列互补配对; (2) 5'端 (2) ①. 在转录出的 mRNA 中, 限制酶识别序列对应的最后两个碱基与P 基因对应的第一个碱基构成 一个密码子,导致读码框改变,翻译出的氨基酸序列改变。 ②. 在 EcoRⅠ识别序列前后增加碱基,使其碱基数目加上 FLAG 的碱基数目为 3 的倍数; (3) ①. 促进 UBC 与 FLAG-P 的结合 ②. P△中缺失的特定序列是与UBC 结合的关键序列; (4) 药物 A 促进 UBC 与 FLAG-P 的结合,从而促进蛋白 P 被蛋白酶识别并降解,达到治疗的目的

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【答案】 (1) ①. 两种引物分别与两条模板链3'端的碱基序列互补配对 ②. 5'端
(2) ①. 在转录出的 mRNA 中, 限制酶识别序列对应的最后两个碱基与P 基因对应的第一个碱基构成
一个密码子,导致读码框改变,翻译出的氨基酸序列改变。
②. 在 EcoRⅠ识别序列前后增加碱基,使其碱基数目加上 FLAG 的碱基数目为 3 的倍数
(3) ①. 促进 UBC 与 FLAG-P 的结合 ②. P△中缺失的特定序列是与UBC 结合的关键序列
(4)药物 A 促进 UBC 与 FLAG-P 的结合,从而促进蛋白 P 被蛋白酶识别并降解,达到治疗的目的。
【解析】
【分析】PCR 过程:①变性:当温度上升到 90℃以上时,双链 DNA 解旋为单链;②温度下降到 50℃左
右时,两种引物通过碱基互补配对与两条单链 DNA 结合;③延伸:当温度上升到 72℃左右时,溶液中的
4 种脱氧核苷酸在耐高温的 DNA 聚合酶的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA 链。
【小问 1 详解】
引物是一小段能与 DNA 母链的一段碱基序列互补配对的短单链核苷酸,因此设计扩增P 基因的引物,需
要两种引物分别与两条模板链 3'端的碱基序列互补。DNA 聚合酶延伸时,是将脱氧核苷酸加到引物的 3'
端,为了不破坏目的基因,该限制酶识别序列应添加在引物的 5'端。
【小问 2 详解】
融合基因转录出的 mRNA 序列正确,翻译出的融合蛋白中 FLAG 的氨基酸序列正确,但 P 基因对应的氨
基酸序列与 P 不同,说明P 基因翻译时出错。由图可看出,在转录出的mRNA 中,限制酶识别序列对应
的最后两个碱基与 P 基因对应的第一个碱基构成一个密码子,导致读码框改变,翻译出的氨基酸序列改
变,可通过在 EcoRⅠ识别序列前后增加碱基,使其碱基数目加上 FLAG 的碱基数目为 3 的倍数,这样能保
证 P 基因转录出的mRNA 上的读码框不改变,能够正常翻译。
【小问 3 详解】
①组仅添加UBC,处理后,用 UBC 抗体检测,不出现杂交带;②组添加 UBC 和 FLAG-P,出现杂交
带;③组添加 UBC、药物 A 和 FLAG-P,杂交带更加明显,说明药物A 的作用是促进 UBC 与 FLAG-P 的
结合。由②④组或③⑤组的差异在于②③组使用 FLAG-P,出现杂交带;④⑤组使用 FLAG-P△,不出

现杂交带,据此推测 P△中缺失的特定序列是与 UBC 结合的关键序列。
【小问 4 详解】
根据(3)的分析推测,药物 A 促进 UBC 与 FLAG-P 的结合,从而促进蛋白 P 被蛋白酶识别并降解,达到
治疗的目的。
【点睛】本题难点在于分析翻译出错的原因,需要结合翻译相关知识对图进行仔细分析方可得出结论。

✅ 来源:2022年 · 山东 · 2022_山东卷 (生物) · 第 25 题 · 本题已通过全部自动发布校验
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