1 . PET是一种聚酯类塑料,全球每分钟生产约100万个PET塑料瓶。科学家从能够利用PET作为碳源的细菌中分离出了一种能降解PET的解聚酶。PET在70℃时才能完全变为液态,便于降解,但PET解聚酶不耐高温。为此,科研人员借助定向进化策略,提高PET解聚酶耐受高温的能力。该策略经历多轮定向进化(每一轮均在上一轮筛选出的目标菌株上开展),其涉及的信息如表所示。
(1)研究人员从土壤样品中分离能产生PET解聚酶的细菌时,所使用的培养基成分应包括____________ (编号选填)。
①(NH4)2SO4 ②淀粉 ③PET ④无机盐
(2)据所学知识判断,分离PET解聚酶的细菌所使用的培养基类型属于____________ .(编号选填)
①天然培养基 ②合成培养基 ③液体培养基
④通用培养基 ⑤固体培养基 ⑥选择培养基
(3)表中流程②宜选用的接种方法为_____________ (平板划线/稀释涂布),其目的是_______ 。
A.对大肠杆菌进行计数
B.扩大大肠杆菌种群数量
C.便于分离提取PET解聚酶
D.将导入不同突变基因的大肠杆菌分离开
(4)本研究采用的定向进化策略,相比自然界的进化过程,区别是_______。
(5)据题干及所学知识分析,研究人员在第6轮中设置70℃且长时间保温(7小时)的目的是______________ 。
(6)据题干信息判断,获取耐高温PET解聚酶的过程涉及_____。
天然PET解聚酶基因(792bp)部分编码链序列以及用于表达载体构建的质粒结构如下图所示:
5’ATGCAGACTAACCCCTATGCTCGCGGG………GATTTTCGCACTGCTAACTGCAGC3'(7)已知天然PET解聚酶基因不含合适的酶切位点,但可借助PCR解决该问题。据图信息判断,为了便于表达载体的构建,在设计PET解聚酶基因PCR反应体系时,应选择引物_____________ 。(编号选填)
①5’TACATATGCAGACTAACCCCTATGCTCG3’
②5’TGCTCGAGATGCAGACTAACCCCTATGC3’
③5’TACATATGGCTGCAGTTAGCAGTG3’
④5’TGCTCGAGGCTGCAGTTAGCAGTG3’
(8)为鉴定表达载体构建是否正确,研究人员从目标菌株中提取质粒,并经XhoI和NdeI充分处理后进行凝胶电泳。根据下图结果判断,含目的基因的菌落是___________ 。
每一轮的基本流程 | 定向进化(轮次) | |||||
第一轮 | 第二轮 | 第三轮 | 第四轮 | 第五轮 | 第六轮 | |
①基因突变和转化 | 将突变后的PET解聚酶基因导入大肠杆菌 | |||||
②分离纯化和鉴定的菌株 | 5种 | 13种 | 4种 | 3种 | 5种 | 9种 |
③提取出的PET解聚酶预保温和酶活测定条件 | 1h/55℃ | 1h/60℃ | 1h/65℃ | 1h/70℃ | 1h/80℃ | 7h/70℃ |
④选出的PET解聚酶中变化的位点数 | 2个 | 1个 | 2个 | 3个 | 3个 | 5个 |
①(NH4)2SO4 ②淀粉 ③PET ④无机盐
(2)据所学知识判断,分离PET解聚酶的细菌所使用的培养基类型属于
①天然培养基 ②合成培养基 ③液体培养基
④通用培养基 ⑤固体培养基 ⑥选择培养基
(3)表中流程②宜选用的接种方法为
A.对大肠杆菌进行计数
B.扩大大肠杆菌种群数量
C.便于分离提取PET解聚酶
D.将导入不同突变基因的大肠杆菌分离开
(4)本研究采用的定向进化策略,相比自然界的进化过程,区别是_______。
A.发生基因突变 | B.实现个体进化 |
C.加快进化速度 | D.模拟自然选择 |
(6)据题干信息判断,获取耐高温PET解聚酶的过程涉及_____。
A.基因工程 | B.细胞工程 | C.发酵工程 | D.蛋白质工程 |
天然PET解聚酶基因(792bp)部分编码链序列以及用于表达载体构建的质粒结构如下图所示:
5’ATGCAGACTAACCCCTATGCTCGCGGG………GATTTTCGCACTGCTAACTGCAGC3'(7)已知天然PET解聚酶基因不含合适的酶切位点,但可借助PCR解决该问题。据图信息判断,为了便于表达载体的构建,在设计PET解聚酶基因PCR反应体系时,应选择引物
①5’TACATATGCAGACTAACCCCTATGCTCG3’
②5’TGCTCGAGATGCAGACTAACCCCTATGC3’
③5’TACATATGGCTGCAGTTAGCAGTG3’
④5’TGCTCGAGGCTGCAGTTAGCAGTG3’
(8)为鉴定表达载体构建是否正确,研究人员从目标菌株中提取质粒,并经XhoI和NdeI充分处理后进行凝胶电泳。根据下图结果判断,含目的基因的菌落是
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2024-03-27更新
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243次组卷
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2卷引用:专题05 生物工程-【好题汇编】2024年高考生物二模试题分类汇编(上海专用)
2 . α-淀粉酶催化淀粉生成麦芽糖直至葡萄糖的反应,一些具有独特性能(如低温催化)的α-淀粉酶在食品、日用品等多个工业领域中具有重要用途。
(1)为了找到性能优异的α-淀粉酶,科研人员从世界各地的微生物中鉴别出多种不同结构和性能的α-淀粉酶,其活性部位的氨基酸序列比较如表1所示。表中数据可作为生物进化的______ 证据。
(2)为了比较不同来源淀粉酶的活性,科研人员设计了如下所示的实验。试在表格2中的①②③处填写相应的数值。
(3)科研人员挑选表1中假交替单胞菌的α-淀粉酶基因Amy3与质粒pET-22b连接,并转入大肠杆菌中表达。根据图1所示信息,质粒应用限制酶____________ 切开。
(4)已知大肠杆菌不能分泌表达出的重组α-淀粉酶,因此分离纯化重组α-淀粉酶的第一步操作应是____________ 。在很多情况下,获得的纯酶还需要固定化,其目的是____________ 。
(5)欲测定重组α-淀粉酶的活性,检测实验结果可选用的试剂是____________ 。
(6)科研人员在调查上述重组α-淀粉酶的最适pH时,使用了三种化学成分不同的pH缓冲液(因为每种缓冲液只能维持有限的pH范围),实验结果如图2所示。试解释在pH为7.5和9.0时实验数据不吻合的原因是____________ 。
(1)为了找到性能优异的α-淀粉酶,科研人员从世界各地的微生物中鉴别出多种不同结构和性能的α-淀粉酶,其活性部位的氨基酸序列比较如表1所示。表中数据可作为生物进化的
微生物名称 | α-淀粉酶活性部位氨基酸序列 | 性能 |
黑曲霉 | …DVVANH…GEV…NHD… | 来自温带土壤,常温催化 |
假交替单胞菌 | …DVVINH…GEA…NHD… | 来自北极海底,低温催化 |
酵母菌 | …DGVFGH…GYG…NHD… | 来自温带海洋,常温催化 |
解淀粉芽孢杆菌 | …DVVLNH…GIW…HFN… | 来自热带土壤,高温催化 |
试剂(mL) | 管号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
蒸馏水 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | ① | |
缓冲液 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
淀粉溶液 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |
假交替单胞菌提取液 | 0.1 | ||||
酵母菌提取液 | 0.1 | ||||
解淀粉芽孢杆菌提取液 | ② | ③ | |||
总体积 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 |
(4)已知大肠杆菌不能分泌表达出的重组α-淀粉酶,因此分离纯化重组α-淀粉酶的第一步操作应是
(5)欲测定重组α-淀粉酶的活性,检测实验结果可选用的试剂是
(6)科研人员在调查上述重组α-淀粉酶的最适pH时,使用了三种化学成分不同的pH缓冲液(因为每种缓冲液只能维持有限的pH范围),实验结果如图2所示。试解释在pH为7.5和9.0时实验数据不吻合的原因是
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