人教版高考生物学一轮总复习精品课件 第10单元 生物技术与工程 课时规范练53 基因工程的应用及蛋白质工程 (2).pptVIP

1233.β-丙氨酸作为重要的中间体,广泛应用于医药、食品、化工等领域。L-天冬氨酸-α-脱羧酶(PanD)能够催化β-丙氨酸的生成,但天然PanD酶活力(酶活力是指酶催化一定化学反应的能力)较低且易失活。研究人员运用蛋白质工程对酶基因进行分子改造,在未知PanD三维结构和功能关系的情况下,通过易错PCR技术引入随机突变,再进行定向筛选,最终获得活力和稳定性均较高的PanD。回答下列问题。123(1)易错PCR与普通PCR相似,每次循环也包括了三步,但可通过改变PCR反应条件来提高碱基错配的概率。在PCR反应体系中,Mg2+可以提高已发生错配区域的稳定性,Mn2+可以降低DNA聚合酶对底物的专一性。因此,与普通PCR相比,易错PCR的反应体系中应适当(填“提高”或“降低”)Mg2+浓度、(填“提高”或“降低”)Mn2+浓度。通过多轮的易错PCR及筛选,可以获取所需的PanD基因。?(2)研究人员对比改造前后的两种PanD,发现改造后的PanD的第305位氨基酸由赖氨酸突变为丝氨酸,推测突变后酶活力升高的原因是?。?组成PanD的氨基酸种类改变,导致酶的空间结构发生改变,进而使酶活力提升变性、复性、延伸提高提高123(3)为将能表达高活力PanD的大肠杆菌应用于工业发酵生产β-丙氨酸,研究人员还探究了发酵的最佳反应条件,研究中发现随着底物浓度升高,β-丙氨酸产量下降,推测其原因可能是??。?随着底物浓度升高,发酵液浓度增加,进而使大肠杆菌失水较多,甚至死亡,不能高效地表达高活力PanD因此在工业生产中,要采用(填“一次足量添加”或“多次分批补料”)的投料策略。?多次分批补料123解析(1)PCR每次循环包括变性、复性、延伸三步。易错PCR与普通PCR相似,每次循环也包括了变性、复性、延伸三步。PCR技术是指通过DNA的双链复制,在耐高温的DNA聚合酶的催化下,遵循碱基互补配对原则,扩增DNA片段。耐高温的DNA聚合酶负责将碱基与模板链正确地互补配对,Mn2+可以降低DNA聚合酶对底物的专一性,也就是说Mn2+能提高碱基与模板链的错配,增加其突变率;非互补的碱基对由于氢键不易形成,稳定性差,Mg2+可以提高该错配区域的稳定性,因此与普通PCR相比,易错PCR的反应体系中应适当提高Mg2+和Mn2+浓度。123(2)组成PanD的第305位氨基酸由赖氨酸突变为丝氨酸后,由于组成该酶的氨基酸种类改变,导致酶的空间结构发生改变,结构决定功能,进而使酶活力提升。(3)将能表达高活力PanD的大肠杆菌应用于工业发酵生产β-丙氨酸,随着底物浓度升高,发酵液浓度增加,进而使大肠杆菌失水较多,甚至死亡,不能高效地表达高活力PanD。因此在工业生产中,要采用多次分批补料的投料策略。本课结束课时规范练53基因工程的应用及蛋白质工程必备知识基础练123456考点一基因工程的应用1.每年我国约30万人在器官移植等待的名单中,但仅有1万多人能获得器官移植的机会,供体来源不足是目前器官移植最大的问题。基因工程为器官移植提供了新的思路,如果能在猪的基因组中导入某种调节基因,抑制其抗原决定基因的表达,就可以结合克隆技术培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。123456下列关于转基因克隆猪器官的叙述,错误的是()A.选用猪做克隆器官供体是因为其内脏构造、大小与血管分布和人的类似,且猪体内可导致人类疾病的病毒少B.该操作的核心步骤是基因表达载体的构建,需要用到限制酶、DNA连接酶两种工具酶C.调节基因导入的受体细胞取决于需要的器官类型,若需要移植肝脏,则受体细胞为肝细胞D.若要检测目的基因是否导入了受体细胞,可以利用PCR等技术进行检测C123456解析猪的内脏构造、大小、血管分布与人的极为相似,而且猪体内可导致人类疾病的病毒远远少于灵长类动物,A项正确;在构建基因表达载体时,首先会用一定的限制酶切割载体和含有目的基因的DNA片段,再利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处,形成一个重组DNA分子,将目的基因导入动物细胞,受体细胞一般是受精卵,受精卵具有发育的全能性,肝细胞无法发育成完整的肝脏,因此不会选择肝细胞作为受体细胞,B项正确,C项错误;分子水平的检测,可以通过PCR等技术检测受体细胞DNA上是否插入了目的基因或检测目的基因是否转录