Question

【題目】為生產具有特定性能的α-淀粉酶，研究人員從某種海洋細菌中克隆了α-淀粉酶基因（1656個堿基對），利用基因工程大量制備琢α-淀粉酶，實驗流程見下圖。請回答下列問題：

(1)利用PCR技術擴增α-淀粉酶基因前，需先合成兩條引物，并獲得細菌的_______________________。

(2)為了便于擴增的DNA片段與表達載體連接，需在引物的____________________端加上限制性酶切位點，且常在兩條引物上設計加入不同的限制性酶切位點，主要目的_________________________。

(3)進行擴增時，反應的溫度和時間需根據(jù)具體情況進行設定，下列選項中________的設定與引物有關，________的設定與擴增片段的長度有關。（填序號）

①加熱至90～95℃(變性)

②冷卻至55～60℃(復性)

③加熱至70～75℃(延伸)

④90～95℃維持時間

⑤55～60℃維持時間

⑥70～75℃維持時間

(4)下圖表示篩選獲得的工程菌中編碼α-淀粉酶的mRNA的部分堿基序列：

圖中虛線框內mRNA片段包含________個密碼子，如虛線框后的序列未知，預測虛線框后的第一個密碼子最多有________種。

(5)獲得工程菌表達的α-淀粉酶后，為探究影響酶活性的因素，以濃度為1%的可溶性淀粉為底物測定酶活性，結果如下：

緩沖液	50 mmol/LNa2HPO4-KH2PO4				50 mmol/LGly-NaOH				50 mmol/LTris-HCl
pH	6.0	6.5	7.0	7.5	7.5	8.0	8.5	9.0		9.0	9.5	10.0	10.5
酶相對活性%	25.4	40.2	49.8	63.2	70.1	99.5	95.5	85.3		68.1	63.7	41.5	20.8

根據(jù)上述實驗結果，初步判斷該α-淀粉酶活性最高的條件為___________________________

Answer 1

【答案】基因組DNA 5’ 使DNA片段能定向插入表達載體，減少自連 ② ⑥ 7 16 pH為8.0，緩沖液為50 mmol/LGly-NaOH

【解析】

PCR的原理是DNA雙鏈的復制，原料是四種游離的脫氧核苷酸，需要2種引物，需要耐高溫的DNA聚合酶。PCR包括：高溫變性；降溫復性；延伸子鏈。

（1）由題干信息可知，海洋生物含有α-淀粉酶基因，因此要首先獲得細菌的基因組DNA，從中提取并擴增目的基因。

（2）引物可以引導子鏈的延伸，脫氧核苷酸是與引物的3’端相連的，故要在引物的5’端假說限制酶切點。常在2條引物上加入不同的限制酶切點，目的是使DNA片段能定向插入基因表達載體，防止自身相連。

（3）PCR擴增時，②退火的溫度與引物長短和堿基種類有關。⑥70～75℃維持時間即延伸時間長短與擴增片段的長度有關。

（4）圖中含有7個密碼子：AUG、CCA、UCA、ACA、AAU、ACU、AAG。虛線框后密碼子的第一位堿基是G，第二位有4種可能性，第三位有4種可能性，故密碼子種類是4×4=16種。

（5）由圖表可知，pH為8.0，緩沖液為50 mmol/LGly-NaOH中酶活性最高，為99.5。