Question

【題目】【生物——選修3：現(xiàn)代生物科技專題】奶酪生產(chǎn)中的凝乳酶是一種分泌蛋白。研究人員利用PCR技術(shù)擴(kuò)增了目的基因，并培育了能合成凝乳酶的轉(zhuǎn)基因酵母菌。請(qǐng)結(jié)合下圖回答：

（1）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因原理與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制類似（如左圖所示）。圖中引物為單鏈DNA片段，它是子鏈合成延伸的基礎(chǔ)。從理論上推測(cè)，第四輪循環(huán)產(chǎn)物中含有引物A的DNA片段所占的比例為________。PCR反應(yīng)體系的主要成分應(yīng)包含：擴(kuò)增緩沖液（含ATP和Mg2+)、水、4種脫氧核糖核苷酸、模板DNA、引物和___________。

（2）為了食品安全，右圖所示的表達(dá)載體需用___________酶切除抗性基因的部分片段，再用___________酶使表達(dá)載體重新連接起來。選用缺失URA3基因的酵母菌作為受體細(xì)胞（必須在含有尿嘧啶的培養(yǎng)基中才能存活），為了篩選出成功導(dǎo)入表達(dá)載體的酵母菌，所使用的培養(yǎng)基___________（填“需要”或“不需要”）添加尿嘧啶。

（3）工業(yè)生產(chǎn)過程中，選用大腸桿菌作為受體細(xì)胞不能正常表達(dá)出凝乳酶，而選用酵母菌則能，原因是酵母菌含有______________________。

（4）測(cè)定凝乳酶基因轉(zhuǎn)錄的mRNA序列，測(cè)得從起始密碼子到終止密碼子之間的序列為1201個(gè)堿基，經(jīng)判斷這段序列的測(cè)定是錯(cuò)誤的，為什么？_______________________。

Answer 1

【答案】 15/16 TaqDNA聚合酶 ApaLI DNA連接 不需要 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體（可對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行加工和修飾） 因?yàn)樯�物決定每個(gè)氨基酸的堿基序列為三聯(lián)密碼，所以基因轉(zhuǎn)錄的mRNA序列應(yīng)為3的整數(shù)倍

【解析】試題分析：由于缺失URA3基因的酵母菌必須在含有尿嘧啶的培養(yǎng)基中才能存活。重組質(zhì)粒中含有URA3基因。為了篩選出成功導(dǎo)入表達(dá)載體的酵母菌，即所使用的培養(yǎng)基不需要添加尿嘧啶，如果能存活，說明導(dǎo)入成功；如不能存活，說明沒有成功.

（1）由圖1可知，由原來的每條母鏈為模板合成的兩個(gè)新DNA分子中，只含有引物A或引物B，而以新合成的子鏈為模板合成新DNA分子時(shí)，兩種引物都含有，故第四輪循環(huán)共產(chǎn)生16個(gè)DNA分子，其中含有引物A的分子是15個(gè)，占15/16。PCR擴(kuò)增技術(shù)反應(yīng)體系的主要成分應(yīng)包含：擴(kuò)增緩沖液（含ATP和Mg2+）、水、4種脫氧核糖核苷酸、模板DNA、引物和TaqDNA聚合酶。

（2）根據(jù)圖2顯示ApaL I酶切除位點(diǎn)在氨芐青霉素抗性基因中，因此可以采用ApaL I酶切除抗性基因的部分片段，再用DNA連接酶使表達(dá)載體重新連接起來。由于缺失URA3基因的酵母菌必須在含有尿嘧啶的培養(yǎng)基中才能存活。重組質(zhì)粒中含有URA3基因。為了篩選出成功導(dǎo)入表達(dá)載體的酵母菌，即所使用的培養(yǎng)基不需要添加尿嘧啶，如果能存活，說明導(dǎo)入成功；如不能存活，說明沒有成功。

（3）大腸桿菌是原核生物，只有一種核糖體。酵母菌為真核生物，含有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，可對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行加工和修飾，因此可以能正常表達(dá)出凝乳酶。

（4）因?yàn)樯�物決定每個(gè)氨基酸的堿基序列為三聯(lián)密碼，所以基因轉(zhuǎn)錄的mRNA序列應(yīng)為3的整數(shù)倍。從起始密碼子到終止密碼子之間的序列為1201個(gè)堿基，不是3倍數(shù)，因此可以判斷這段序列的測(cè)定是錯(cuò)誤。