【生物】2020届 一轮复习 人教版 基因工程 学案

【生物】2020届 一轮复习 人教版 基因工程 学案

2020 届 一轮复习 人教版 基因工程 学案 [考纲明细] 1.基因工程的诞生(Ⅰ) 2.基因工程的原理及技术(含 PCR 技 术)(Ⅱ) 3.基因工程的应用(Ⅱ) 4.蛋白质工程(Ⅰ) 5.实验：DNA 的粗提取 与鉴定 考点 1 基因工程的操作工具 1．基因工程概念 2．限制酶 (1)存在：主要存在于□01原核生物中。 (2)作用：□02识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列，并使每一条链中特 定部位的两个核苷酸之间的□03磷酸二酯键断开。 3．DNA 连接酶 (1)作用：将双链 DNA 片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸 间的□01磷酸二酯键。 (2)种类 (3)DNA 连接酶和限制酶的关系 4．载体 (1)条件：能在受体细胞中□01复制并稳定保存；具有一至多个□02限制酶切割 位点；具有□03标记基因。 (3)作用：□06携带外源 DNA 片段进入受体细胞。 (4)特点：可在受体细胞中进行自我复制或整合到染色体 DNA 上，随染色体 DNA 进行同步复制。 1．(选修 3 P6 寻根问底)DNA 连接酶和 DNA 聚合酶的作用相同吗？试简要说 明。 提示 不相同。DNA 连接酶连接的是两个 DNA 片段，而 DNA 聚合酶连接的是 单个的脱氧核苷酸。 2．(选修 3 P4 寻根问底、P7 思考与探究 T2)限制酶主要来自于原核生物，为 什么它不剪切自身的 DNA？试推测其在原核生物中的作用。 提示 限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别特定的碱基序列，并在特 定的位点上进行切割；限制酶不切割原核生物自身 DNA 的原因是原核生物中不存 在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。原核生物容易受到自然界外源 DNA 的入侵，但是，生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制。限制酶就 是原核生物的一种防御性工具，当外源 DNA 侵入时，原核生物会利用限制酶将外 源 DNA 切割掉，以保证自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起切割外源 DNA、使之失效的作用，从而达到保护自身的目的。 3．(选修 3 P7 思考与探究 T3)天然的 DNA 分子是否可以直接用做基因工程载 体？为什么？ 提示 不可以。具有能自我复制、有一个或多个限制酶切割位点、有标记基 因及对受体细胞无害等特点的 DNA 分子才可以直接用作基因工程的载体。实际上 天然的 DNA 分子一般不完全具备上述条件，往往需要进行人工改造后才能用于基 因工程操作。 题组一 基因工程工具酶分析 1．(2016·全国卷Ⅲ)图 a 中的三个 DNA 片段上依次表示出了 EcoRⅠ、BamHⅠ 和 Sau3AⅠ三种限制性核酸内切酶的识别序列与切割位点，图 b 为某种表达载体 的示意图(载体上的 EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。 根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)经 BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被________酶切 后 的 产 物 连 接 ， 理 由 是 _________________________________________ ___________________________________________________。 (2)若某人利用图 b 所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的 重组子，如图 c 所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的 有 ________ ， 不 能 表 达 的 原 因 是 ____________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________。 图 c (3)DNA 连接酶是将两个 DNA 片段连接起来的酶，常见的有________________ 和 ________________ ， 其 中 既 能 连 接 黏 性 末 端 又 能 连 接 平 末 端 的 是 ______________________。 答案 (1)Sau3AⅠ 两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端 (2)甲和丙 甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止 子的下游，二者的目的基因均不能被转录(其他合理答案也可) (3)E·coliDNA 连接酶 T4DNA 连接酶 T4DNA 连接酶 解析 (1)分析图 a 可知，限制酶 Sau3AⅠ与 BamHⅠ切割 DNA 后形成的黏性 末端相同，故经这两种酶切割得到的产物可以用 DNA 连接酶进行连接。 (2)构建基因表达载体时，为保证目的基因能在宿主细胞中成功表达，目的 基因应插入在启动子和终止子之间，据此可判断甲、丙均不符合要求，目的基因 均不能表达。 (3)常见的 DNA 连接酶有 E·coliDNA 连接酶和 T4DNA 连接酶，其中 T4DNA 连 接酶既能连接黏性末端又能连接平末端。 知识拓展 归纳与 DNA 相关的六种酶 题组二 载体的作用及特点 2．(2016·全国卷Ⅰ)某一质粒载体如图所示，外源 DNA 插入到 Ampr 或 Tetr 中会导致相应的基因失活(Ampr 表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr 表示四环素抗性 基因)。有人将此质粒载体用 BamHⅠ酶切后，与用 BamHⅠ酶切获得的目的基因混 合，加入 DNA 连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌。结果大 肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状 目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下 列问题： (1) 质 粒 载 体 作 为 基 因 工 程 的 工 具 ， 应 具 备 的 基 本 条 件 有 __________________________(答出两点即可)，而作为基因表达载体，除满足上 述基本条件外，还需具有启动子和终止子。 (2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中， 未 被 转 化 的 和 仅 含 环 状 目 的 基 因 的 细 胞 是 不 能 区 分 的 ， 其 原 因 是 ______________________________________________ ； 并 且 ____________________________________ 和 ____________________________________的细胞也是不能区分的，其原因是 ____________________________________________________。 在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌 单菌落，还需使用含有________________________的固体培养基。 (3)基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其 DNA 复制所需的原 料来自于______________________。 答案 (1)能自我复制、具有标记基因(答出两点即可) (2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长 含有质粒 载体 含有插入了目的基因的重组质粒(或含有重组质粒) 二者均含有氨苄青 霉素抗性基因，在该培养基上均能生长 四环素 (3)受体细胞 解析 (1)质粒作为载体，应具备的基本条件有：有一个至多个限制酶切割 位点，供外源 DNA 片段(基因)插入其中；在受体细胞中能自我复制，或能整合到 染色体 DNA 上，随染色体 DNA 进行同步复制；有特殊的标记基因，供重组 DNA 的鉴定和选择等。 (2)在培养基中加入氨苄青霉素进行筛选，其中未被转化的大肠杆菌和仅含 环状目的基因的大肠杆菌，因不含氨苄青霉素抗性基因而都不能在此培养基上存 活，二者不能区分。含有质粒载体的大肠杆菌和含有插入了目的基因的质粒的大 肠杆菌中都含有氨苄青霉素抗性基因，都能在此培养基上存活，二者也不能区分。 若要将含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌进一步筛选出来，还需要使用 含有四环素的固体培养基。 (3)某些噬菌体经改造后作为载体，导入受体细胞后，其 DNA 复制所需的原 料来自于受体细胞。 考点 2 基因工程的基本程序 1．目的基因的获取 (1)目的基因：主要指□01编码蛋白质的基因，也可以是一些具有□02调控作用 的因子。 (3)几种目的基因获取方法的比较 (4)PCR 技术的原理和反应过程 ①PCR 原理：□15DNA 双链复制 ②PCR 反应过程 ③结果：上述三步反应完成后，一个 DNA 分子就变成了两个 DNA 分子，随着 重复次数的增多，DNA 分子就以 2n 的形式扩增。PCR 的反应过程都是在 PCR 扩增 仪中完成的。 2．基因表达载体的构建——基因工程的核心 (1)目的：使目的基因□01在受体细胞中稳定存在，并可遗传给下一代，同时 使目的基因能够表达和发挥作用。 (2)基因表达载体的组成 (3)构建过程 深挖教材 (1)获取目的基因与切割载体时只能用同一种限制酶吗？ 提示 不是。在获取目的基因和切割载体时通常用同种限制酶，以获得相同 的黏性末端。但如果用不同限制酶切割后形成的黏性末端相同，在 DNA 连接酶的 作用下目的基因与载体也可以连接起来。 (2)启动子与起始密码子、终止子与终止密码子是一回事吗？ 提示 启动子与起始密码子、终止子与终止密码子看起来差不多，实际上却 是两组不同的概念。简单地说，启动子和终止子都是一段有特殊结构的 DNA 片段， 属于基因的非编码序列，负责调控基因的转录。而起始密码子和终止密码子都是 mRNA 上的三联体密码子，分别决定翻译的起始和终止。 3．将目的基因导入受体细胞 4．目的基因的检测与鉴定 (1)分子水平的检测 ①利用 □01DNA 分子杂交技术检测目的基因的有无。 ②利用□02分子杂交技术检测目的基因的转录。 ③利用□03抗原—抗体杂交技术检测目的基因的翻译。 (2)个体生物学水平的鉴定，如抗虫、抗病的接种实验等。 1．(选修 3 P11 寻根问底)将生物所有 DNA 直接导入受体细胞不是更简便吗？ 如果这么做，结果会怎样？ 提示 有人采用总 DNA 注射法进行遗传转化，即将一个生物中的总 DNA 提取 出来，通过注射等方法导入受体植物，没有进行基因表达载体的构建，这种方法 针对性差，完全靠运气，也无法确定什么基因导入了受体植物。此法目前争议颇 多。 2．(选修 3 P15 思考与探究 T3)利用大肠杆菌可以生产出人的胰岛素，联系细 胞器知识，结合基因工程操作程序的基本思路，可以用大肠杆菌生产人的糖蛋白 吗？ 提示 不可以。糖蛋白上有共价结合的糖链，这些糖链是在内质网和高尔基 体上加工完成的，内质网和高尔基体存在于真核细胞中，大肠杆菌中不存在这两 种细胞器，因此，在大肠杆菌中生产这种糖蛋白是不可能的。 3．(选修 3 P15 思考与探究 T4)利用基因工程的方法，使大肠杆菌生产出鼠的 β－珠蛋白，应如何进行设计？ 提示 基本操作如下。 (1)从小鼠中克隆出β－珠蛋白基因的编码序列(cDNA)。 (2)将 cDNA 前后分别接上在大肠杆菌中可以适用的启动子和终止子，然后用 限制酶和 DNA 连接酶将其整合到含四环素抗性基因的载体上，构建一个基因表达 载体。 (3)将基因表达载体导入无四环素抗性的大肠杆菌中，然后在含有四环素的 培养基上培养大肠杆菌。如果表达载体未进入大肠杆菌中，大肠杆菌会因不含有 四环素抗性基因而死亡；如果培养基上长出大肠杆菌菌落，则表明β－珠蛋白基 因已进入大肠杆菌。 (4)培养含有β－珠蛋白基因的大肠杆菌，收集菌体，从中提取β－珠蛋白。 题组一 基因表达载体构建时限制酶的选择 1．(2016·江苏高考)下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图 1、图 2 中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下 列问题： (1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用________两种限制酶切割， 酶切后的载体和目的基因片段，通过________酶作用后获得重组质粒。为了扩增 重组质粒，需将其转入处于________态的大肠杆菌中。 (2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加 ________，平板上长出的菌落，常用 PCR 鉴定，所用的引物组成为图 2 中 ________________________。 (3)若 BamHⅠ酶切的 DNA 末端与 BclⅠ酶切的 DNA 末端连接，连接部位的 6 个碱基对序列为________，对于该部位，这两种酶________(填“都能”“都不 能”或“只有一种能”)切开。 (4)若用 Sau3AⅠ切图 1 质粒最多可能获得________种大小不同的 DNA 片段。 答案 (1)BclⅠ和 HindⅢ DNA 连接 感受 (2)四环素 引物甲和引物丙 (3) T GATC C A CTAG G G GATC A C CTAG T 都不能 (4)7 解析 (1)由题图可知，质粒的两个标记基因中都含有 BamHⅠ的切点，因此 不能用 BamHⅠ进行切割，结合题干及表中信息可知也不能用 Sau3AⅠ进行切割， 所以只能用质粒和目的基因中都含有切点的 BclⅠ和 HindⅢ这两种限制酶来切 割目的基因和质粒。酶切后的载体和目的基因片段，通过 DNA 连接酶作用后获得 重组质粒。要将重组质粒转入大肠杆菌，要先用 CaCl2 处理大肠杆菌，使其处于 感受态。 (2)重组质粒中只含有四环素抗性基因这一个标记基因，所以为了筛选出转 入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加四环素，含有重组质粒的 大肠杆菌能在该平板上长出菌落。要用 PCR 扩增目的基因，所用的引物组成为图 2 中引物甲和引物丙，因为从图 2 中可以看出，引物甲与引物丙与模板链结合后 能完成目的基因的复制。 (3)BamHⅠ酶切的 DNA 末端是 G C CTAG ，BclⅠ酶切的 DNA 末端是 T A CTAG ，这两 个末端连接后的连接部位的 6 个碱基对序列为 T GATC C A CTAG G G GATC A C CTAG T ，由于连接后 的 6 个碱基对序列不是 BamHⅠ和 BclⅠ的识别序列，故对于该部位 BamHⅠ和 BclⅠ都不能将其切开。 (4)因为质粒的 BamHⅠ和 BclⅠ识别序列中都有 Sau3AⅠ的识别序列和切割 位点，所以用 Sau3AⅠ切图 1质粒最多可能获得 7 种大小不同的 DNA 片段。Sau3AⅠ 切点及得到的 7 种大小不同的 DNA 片段情况如下：①切点在 1 或 2 或 3 的位置可 以分别得到 1 种 DNA 分子，但其大小相同；②切点在 1 和 2 的位置可以得到 2 种 DNA 分子；③切点在 1 和 3 的位置可以得到 2 种 DNA 分子；④切点在 2 和 3 的位置可以得到 2 种 DNA 分子，故最多可能获得 7 种大小不同的 DNA 片段。 技法提升 选择限制酶的方法 (1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 ①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择 PstⅠ。 ②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择 SmaⅠ。 ③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切 割目的基因和质粒，如图甲也可选择用 PstⅠ和 EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质 粒上也有这两种酶的切点)。 (2)根据质粒的特点确定限制酶的种类 ①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致，以确保具有相同的黏性末 端。 ②质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这 些结构，如图乙中限制酶 SmaⅠ会破坏标记基因；如果所选酶的切点不止一个， 则切割重组后可能会丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后 的片段进入受体细胞后将不能自主复制。 题组二 PCR 技术的原理及应用 2．(2017·江苏高考)金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白，某 研究小组计划通过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因，构建转基因工程菌， 用于重金属废水的净化处理。PCR 扩增过程示意图如下，请回答下列问题： (1)从高表达 MT 蛋白的生物组织中提取 mRNA，通过________获得________ 用于 PCR 扩增。 (2)设计一对与 MT 基因两端序列互补配对的引物(引物 1 和引物 2)，为方便 构建重组质粒，在引物中需要增加适当的____________________位点。设计引物 时需要避免引物之间形成______________________，而造成引物自连。 (3)图中步骤 1 代表________，步骤 2 代表退火，步骤 3 代表延伸，这三个 步骤组成一轮循环。 (4)PCR 扩增时，退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏 ________的碱基配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但 ________的引物需要设定更高的退火温度。 (5) 如 果 PCR 反 应 得 不 到 任 何 扩 增 产 物 ， 则 可 以 采 取 的 改 进 措 施 有 ________(填序号：①升高退火温度 ②降低退火温度 ③重新设计引物)。 答案 (1)逆转录 cDNA (2)限制性核酸内切酶 碱基互补配对 (3)变性 (4)引物与模板 GC 含量高 (5)②③ 解析 (1)目的基因的获取：从高表达 MT 蛋白的生物组织中提取 mRNA，通 过逆转录获得 cDNA 用于 PCR 的扩增。 (2)设计一对与 MT 基因两端序列互补配对的引物(引物 1 和引物 2)，为方便 基因与载体相连构建重组质粒，在引物中需要增加适当的限制性核酸内切酶位 点。为了避免引物自连，设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对。 (3)根据 PCR 的过程可知，图中步骤 1 为变性，步骤 2 为退火，步骤 3 为延 伸，这三个步骤构成一轮循环。 (4)退火温度过高，会破坏引物与模板的碱基配对。因 A、T 之间形成两个氢 键，G、C 之间形成三个氢键，形成 G、C 碱基对需要更多的能量，故需要更高的 温度。 (5)如果 PCR 反应得不到任何扩增产物，可能的原因是退火温度过高，或者 设计的引物不合适，不能与模板结合。因此可采取的改进措施有降低退火温度、 重新设计引物等。 知识拓展 生物体内 DNA 复制与 PCR 反应的区别 题组三 基因工程操作程序及实例 3．(2017·北京高考)为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出 花色基因 C(图 1)，拟将其与质粒(图 2)重组，再借助农杆菌导入菊花中。 下列操作与实验目的不符的是( ) A．用限制性核酸内切酶 EcoRⅠ和连接酶构建重组质粒 B．用含 C 基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将 C 基因导入细胞 C．在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞 D．用分子杂交方法检测 C 基因是否整合到菊花染色体上 答案 C 解析 C 基因两端有 EcoRⅠ酶切位点，可用限制性核酸内切酶 EcoRⅠ和(DNA) 连接酶构建重组质粒，A 正确；一般用农杆菌等作为媒介去侵染植物的愈伤组织 等，将含有目的基因的质粒导入细胞，B 正确；据图可知，质粒中含有潮霉素抗 性基因，不含卡那霉素抗性基因，故无法用卡那霉素来筛选被转化的菊花细胞， C 错误；检测 C 基因是否整合到菊花染色体上，常采用 DNA 分子杂交技术，即在 含有目的基因的 DNA 片段上用放射性同位素等作为标记，以此作为探针，使探针 与 C 基因杂交，若显示出杂交带，则表明目的基因已插入染色体 DNA 中，D 正确。 4．(2018·全国卷Ⅱ)某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色 荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外 壳蛋白(L1)基因连接在 GFP 基因的 5′末端，获得了 L1－GFP 融合基因(简称为 甲)，并将其插入质粒 P0，构建了真核表达载体 P1，其部分结构和酶切位点的示 意图如下，图中 E1～E4 四种限制酶产生的黏性末端各不相同。 回答下列问题： (1)据图推断，该团队在将甲插入质粒 P0 时，使用了两种限制酶，这两种酶 是____________。使用这两种酶进行酶切是为了保证______________，也是为了 保证__________________。 (2)将 P1 转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色荧光， 则说明 L1 基因在牛的皮肤细胞中完成了________和________过程。 (3)为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色荧光 细胞的________移入牛的________________________中、体外培养、胚胎移植等。 (4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用 PCR 方法进 行鉴定。在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的________(填“mRNA”“总 RNA”或“核 DNA”)作为 PCR 模板。 答案 (1)E1 和 E4 甲的完整 甲与载体正确连接 (2)转录 翻译 (3)细胞核 去核卵母细胞 (4)核 DNA 解析 (1)甲是将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在 GFP 基因的 5′末端 而获得的 L1－GFP 融合基因，据此结合题意并分析图示可知：该团队在将甲插入 质粒 P0 时，如果用 E2 或 E3，则目的基因不完整，而使用 E1 和 E4 这两种限制 酶进行酶切保证了甲的完整，而且也保证了甲与载体正确连接，因此，使用的两 种限制酶是 E1 和 E4。 (2)构建的真核表达载体 P1 中含有 GFP 基因，而 GFP 基因的表达产物“某种 荧光蛋白(GFP)”在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光。若在导入 P1 的牛皮肤 细胞中观察到了绿色荧光，则说明 L1 基因在牛的皮肤细胞中完成了表达，基因 的表达过程包括转录和翻译。 (3)若要获得含有甲的牛，可采用核移植技术，即将能够产生绿色荧光细胞 的细胞核移入牛的去核卵母细胞中获得重组细胞，并将该重组细胞在体外培养成 重组胚胎，再经过胚胎移植等获得含有甲的牛。 (4)PCR 是多聚酶链式反应的缩写，是一种在生物体外复制特定 DNA 片断的 核酸合成技术。若利用 PCR 方法检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，则 应分别以该牛不同组织细胞中的核 DNA 作为 PCR 模板。 考点 3 基因工程的应用及蛋白质工程 1．基因工程的应用 (1)动物基因工程：用于提高动物□01生长速率，从而提高产品产量；用于改 善畜产品品质；用转基因动物生产□02药物；用转基因动物作器官移植的□03供体等。 (2)植物基因工程：培育□04抗虫转基因植物(如抗虫棉)、□05抗病转基因植物 (如抗烟草花叶病毒的转基因烟草)和□06抗逆转基因植物(如抗寒番茄)；利用转基 因改良植物的□07品质(如新花色矮牵牛)。 (3)比较基因治疗与基因诊断 2．蛋白质工程 (1)概念理解 ①基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。 ②操作：□01基因修饰或基因合成。 ③结果：□02改造了现有蛋白质或制造出□03新的蛋白质。 ④目的：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对□04蛋白质结构进行分子设计。 (2)操作过程 从预期的蛋白质□05功能出发→设计预期的□06蛋白质结构→推测应有的□07氨 基酸序列→找到相对应的□08脱氧核苷酸序列(基因)。其流程图如下： 1．(选修 3 P26 旁栏思考)对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质 分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？ 提示 毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造，主要原因如 下：①任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改 造，而且改造过的基因可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功， 被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。②对基因进行改造比对蛋白质直接改造 要容易操作，难度要小得多。 2．(选修 3 P24 拓展视野)基因芯片的原理、检测方法、应用分别是什么？ 提示 原理：DNA 分子杂交技术。检测方法：荧光标记法。应用：基因诊断、 新药筛选、临床用药指导等方面。 3．(选修 3 P27 讨论 T2)确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目 的基因？ 提示 确定目的基因的碱基序列后，可以根据人类的需要改造它，通过人工 合成的方法或从基因文库中获取。 4．(选修 3 P27 异想天开)能否应用蛋白质工程，让细菌生产人类所需要的蛋 白质食品？ 提示 理论上讲可以，但目前还没有真正成功的例子。一些报道利用细菌生 产人类需要的蛋白质往往都是自然界已经存在的蛋白质，并非完全由人工设计出 来而自然界不存在的。主要原因是蛋白质的高级结构非常复杂，人类对蛋白质的 高级结构和蛋白质在生物体内如何行使功能知之甚少，很难设计出一个崭新而又 具有生命功能的蛋白质，而且一个崭新的蛋白质会带来什么危害也是人们所担心 的。 5．(选修 3 P28 思考探究 T3)绝大多数酶是蛋白质，那么酶工程与蛋白质工程 有什么区别？ 提示 通常所说的酶工程是用工程菌生产酶制剂，而没有经过由酶的功能来 设计酶的分子结构，然后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序列等步骤。因 此，酶工程的重点在于对已存在的酶的合理充分利用，而蛋白质工程的重点则在 于对已存在的蛋白质分子的改造。当然，随着蛋白质工程的发展，其成果也会应 用到酶工程中，使酶工程成为蛋白质工程的一部分。 辨析乳腺生物反应器与工程菌生产药物 题组一 基因工程应用及实例 1．(2018·天津高考)甲型流感病毒为 RNA 病毒，易引起流感大规模流行。 我国科学家在 2017 年发明了一种制备该病毒活疫苗的新方法，主要环节如下。 (1)改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力。以病毒 RNA 为模板，逆转录成对应 DNA 后，利用________技术扩增，并将其中某些基因 (不包括表面抗原基因)内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列。 与改造前的基因相比，改造后的基因表达时不能合成完整长度的________，因此 不能产生子代病毒。将该改造基因、表面抗原基因等其他基因分别构建重组质粒， 并保存。 (2)构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。设计合成一种特殊 tRNA 的基 因，其产物的反密码子能与(1)中的终止密码子配对结合，并可携带一个非天然 氨基酸(Uaa)。将该基因与________连接后导入宿主细胞。提取宿主细胞的 ________进行分子杂交鉴定，筛选获得成功表达上述 tRNA 的转基因宿主细胞。 (3)利用转基因宿主细胞制备疫苗。将(1)中的重组质粒导入(2)中的转基因 宿主细胞，并在补加________的培养基中进行培养，则该宿主细胞能利用上述特 殊 tRNA，翻译出改造病毒基因的完整蛋白，产生大量子代病毒，用于制备疫苗。 特殊 tRNA 基因转录时，识别其启动子的酶是________(单选)。 A．病毒的 DNA 聚合酶 B．宿主的 DNA 聚合酶 C．病毒的 RNA 聚合酶 D．宿主的 RNA 聚合酶 (4)上述子代病毒不能在正常宿主细胞中增殖，没有致病性，因此不经灭活 或减毒即可制成疫苗。与不具侵染性的流感病毒灭活疫苗相比，该病毒活疫苗的 优势之一是可引起________免疫，增强免疫保护效果。 答案 (1)PCR 多肽(或蛋白质) (2)载体 总 RNA (3)非天然氨基酸(Uaa) D (4)细胞 解析 (1)PCR 技术是体外酶促合成特异 DNA 片段的一种方法，由高温变性、 低温退火(复性)及适温延伸等反应组成一个周期，循环进行，使目的 DNA 得以迅 速扩增，具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。因此以病毒 RNA 为模板，逆转录成对应 DNA 后，利用 PCR 技术扩增，由于将其中某些基因(不包 括表面抗原基因)内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列，因此 肽链合成提前终止，这样与改造前的基因相比，改造后的基因表达时不能合成完 整长度的多肽(或蛋白质)，因此不能产生子代病毒。 (2)基因工程的核心步骤为基因表达载体的构建，将该基因与载体连接后才 能导入宿主细胞，检测目的基因是否成功表达上述 tRNA 时，利用核酸分子杂交 技术，即用相应的 DNA 探针与宿主细胞的总 RNA 分子进行杂交鉴定，进而筛选获 得成功表达上述 tRNA 的转基因宿主细胞。 (3)因为设计的宿主细胞具有能合成一种特殊 tRNA 的基因，其产物的反密码 子能与(1)中的终止密码子配对结合，并可携带一个非天然氨基酸(Uaa)，因此将 (1)中的重组质粒导入(2)中的转基因宿主细胞，并在补加非天然氨基酸(Uaa)的 培养基中进行培养，则该宿主细胞可翻译出改造病毒基因的完整蛋白，产生大量 子代病毒，用于制备疫苗。因为转录在宿主细胞内进行，且启动子是 RNA 聚合酶 识别和结合的部位，因此需要使用宿主细胞的 RNA 聚合酶。故选 D。 (4)不具侵染性的流感病毒灭活疫苗，不能侵入细胞内部，只能引起体液免 疫，产生相应的抗体与记忆细胞，而该疫苗能够侵入细胞，引起的免疫属于细胞 免疫。 题组二 蛋白质工程 2．(2015·全国卷Ⅱ)已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运 蛋白，由 305 个氨基酸组成。如果将 P 分子中 158 位的丝氨酸变成亮氨酸，240 位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留 P 的功能，而且具有 了酶的催化活性。回答下列问题： (1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的________ 进行改造。 (2)以 P 基因序列为基础，获得 P1 基因的途径有修饰________基因或合成 ________基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包 括 ________ 的 复 制 ， 以 及 遗 传 信 息 在 不 同 分 子 之 间 的 流 动 ， 即 ： ________________________________。 (3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能 出发，通过__________________和__________________，进而确定相对应的脱氧 核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质 的生物________进行鉴定。 答案 (1)氨基酸序列(或结构) (2)P P1 DNA 和 RNA(或遗传物质) DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或 转录、逆转录、翻译) (3)设计蛋白质的结构 推测氨基酸序列 功能 解析 (1)从题中所述资料可知，将 P 分子中 158 位的丝氨酸变成亮氨酸， 240 位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸后，该蛋白质的功能发生了改变，此过程是通过 对构成蛋白质的氨基酸序列进行改造，进而改变了蛋白质的结构，从而改变了蛋 白质的功能。 (2)在蛋白质工程中，目的基因可以以 P 基因序列为基础，对生物体内原有 P 基因进行修饰，也可以通过人工合成法合成新的 P1 基因。所获得的基因表达时 遵循中心法则，中心法则的全部内容包括 DNA 和 RNA 复制，以及遗传信息在不同 分子之间的流动，即 DNA→RNA，RNA→DNA，RNA→蛋白质。 (3)蛋白质工程的基本途径是从预期蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结 构→推测应有的氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列，据此得到的蛋白质， 还需要对其生物功能进行鉴定，以保证其发挥正常作用。 知识拓展 蛋白质工程与基因工程的比较 (1)区别 (2)联系 ①蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。 ②基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造。 实验 16 DNA 的粗提取与鉴定 1．DNA 粗提取和鉴定的原理 (1)提取思路：利用 DNA 和其他物质在□01理化性质方面的差异，提取 DNA。 (2)DNA 的性质：(提取和鉴定原理) ①DNA 在不同浓度的 NaCl 溶液中的溶解度不同 ②DNA 不溶于□02酒精； ③对酶、高温和洗涤剂的耐受性强； ④DNA＋□03二苯胺试剂――→沸水浴□04蓝色。 2．DNA 粗提取和鉴定的操作流程 1．(2018·扬州江都中学段考)下列有关“DNA 的粗提取与鉴定”实验的叙 述，错误的是( ) A．DNA 既溶于 2 mol/L 的 NaCl 溶液也溶于蒸馏水 B．向鸡血细胞液中加蒸馏水是为了释放出 DNA C．向浓盐溶液中加蒸馏水是为了析出 DNA D．用菜花替代鸡血做实验，其实验操作步骤相同 答案 D 解析 DNA 既溶于 2 mol/L 的 NaCl 溶液也溶于蒸馏水，A 正确；向鸡血细胞 液中加蒸馏水是为了让鸡血细胞吸水涨破，从而释放出 DNA，B 正确；向溶解 DNA 的浓盐溶液中加蒸馏水是为了降低 DNA 的溶解度，进而析出 DNA，C 正确；用菜 花替代鸡血作为实验材料，其实验操作步骤不完全相同，如植物细胞有细胞壁， 破碎细胞时需要研磨并加入食盐和洗涤剂，D 错误。 2．实验中对 DNA 进行鉴定时，做如下操作： (1)根据下图，完成表格空白处的实验内容。 (2) 对 于 B 试 管 ， 完 成 1 、 2 、 3 的 操 作 后 溶 液 颜 色 如 何 变 化 ？ _____________________________________________________________________ 。 (3)在沸水浴中加热的目的是______________，同时说明 DNA 对高温有较强 的________。 (4)A 试管在实验中的作用是________。 (5)B 试管中溶液颜色的变化程度主要与__________________________有 关。 答案 (1)溶液不变蓝色 溶液逐渐变蓝色 DNA 在沸水浴的情况下遇二苯 胺会被染成蓝色 (2)溶液颜色基本不变 (3)加快颜色反应速度 耐受性 (4)对照 (5)加入试管中的 DNA(丝状物)的多少 解析 A、B 两试管形成对照，B 试管中含 DNA 丝状物，A 试管中不含，起对 照作用，其他条件均完全相同。本实验强调反应条件是沸水浴加热 5 min，这样 可加快颜色反应的速度，观察对比两试管的颜色时要等到冷却以后。 题后归纳 DNA 的粗提取与鉴定实验中的“2、4、4” 高考热点突破 1．(2018·全国卷Ⅰ)回答下列问题： (1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Coben)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组 后导入大肠杆菌细胞中进行了表达，该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证 明 了 __________________________________________________________________ ________(答出两点即可)。 (2)体外重组的质粒可通过 Ca2＋参与的________方法导入大肠杆菌细胞，而 体外重组的噬菌体 DNA 通常需与______________组装成完整噬菌体后，才能通过 侵染的方法将重组的噬菌体 DNA 导入宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中， 可作为重组噬菌体宿主细胞的是____________。 (3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可 能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用__________________的大肠 杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加________的抑制剂。 答案 (1)体外重组的质粒可以进入受体细胞；真核生物基因可在原核细胞 中表达 (2)转化 外壳蛋白(或噬菌体蛋白) 细菌 (3)蛋白酶缺陷型 蛋白酶 解析 (1)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进 行了表达，该过程证明了体外重组的质粒可以进入受体细胞，真核生物基因可在 原核细胞中表达等。 (2)用 Ca2＋处理大肠杆菌细胞，可以增大细胞膜的通透性，使重组的质粒更 容易导入到受体细胞内，因此体外重组的质粒可通过 Ca2＋参与的转化方法导入大 肠杆菌细胞。体外重组的噬菌体 DNA 通常需与蛋白质外壳组装成完整的噬菌体 后，才能通过侵染的方法将重组噬菌体 DNA 导入受体细胞。噬菌体侵染的是细菌， 而不能寄生在其他细胞中，因此可作为重组噬菌体宿主细胞的是细菌。 (3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可 能会被降解，为防止蛋白质被降解，可以选用不能产生该蛋白酶的缺陷细菌以及 使用能够抑制蛋白酶活性的药物，因此为防止蛋白质被降解，在实验中应选用蛋 白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加蛋白酶的抑 制剂。 2．(2017·全国卷Ⅰ)真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没 有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的 RNA 序列的机制。已知在 人体中基因 A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白 A)。回答下列问题： (1)某同学从人的基因组文库中获得了基因 A，以大肠杆菌作为受体细胞却 未 得 到 蛋 白 A ， 其 原 因 是 _____________________________________ _____________________________________________________________________ ______________________________________。 (2)若用家蚕作为表达基因 A 的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不 选用__________作为载体，其原因是 _________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ __________。 (3)若要高效地获得蛋白 A，可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比， 大 肠 杆 菌 具 有 ____________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ______________(答出两点即可)等优点。 (4)若要检测基因 A 是否翻译出蛋白 A，可用的检测物质是________(填“蛋 白 A 的基因”或“蛋白 A 的抗体”)。 (5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明 DNA 是遗传物质做出了重要贡 献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供 了 启 示 ， 那 么 ， 这 一 启 示 是 _________________________________________ _____________________________________________________________________ _________________________________。 答案 (1)基因 A 有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对 应的 RNA 序列不能被切除，无法表达出蛋白 A (2)噬菌体 噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕 (3)繁殖快、容易培养 (4)蛋白 A 的抗体 (5)DNA 可以从一种生物个体转移到另一种生物个体 解析 (1)人是真核生物，从人的基因组文库中获得的基因 A 有内含子，而 受体细胞大肠杆菌是原核生物，原核生物基因中没有内含子，相应的就没有切除 内含子对应的 RNA 序列的机制，故无法表达出蛋白 A。 (2)噬菌体是专一性侵染细菌的病毒，以细菌为宿主细胞，而昆虫病毒侵染 的是昆虫，以昆虫为宿主细胞。家蚕属于昆虫，故应选用昆虫病毒作为载体。 (3)与家蚕相比，大肠杆菌具有繁殖快、容易培养等优点，故要高效地获得 蛋白 A，可选用大肠杆菌作为受体。 (4)检测基因 A 是否翻译出蛋白 A，可用抗原—抗体杂交法。 (5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验中，S 型细菌的 DNA 可以使 R 型细菌 发生转化，说明可调控多糖荚膜产生的基因整合到了 R 型细菌的 DNA 分子中并成 功得以表达。也就是说 DNA 可以从一种生物个体转移到另一种生物个体并进行表 达，这就为基因工程理论的建立提供了启示。 3．(2017·全国卷Ⅱ)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催 化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病 的能力。回答下列问题： (1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的 mRNA，常选用 嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是________________________。提取 RNA 时，提取液中需添加 RNA 酶抑制剂，其目的是____________________。 (2) 以 mRNA 为 材 料 可 以 获 得 cDNA ， 其 原 理 是 _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ______。 (3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目 的 基 因 导 入 受 体 细 胞 ， 原 因 是 _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ______(答出两点即可)。 (4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA 连接酶催化形成的化学键是 ________________________。 (5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌 病 的 能 力 没 有 提 高 ， 根 据 中 心 法 则 分 析 ， 其 可 能 的 原 因 是 _____________________________________________________________________ ___。 答案 (1)嫩叶比老叶生命活动旺盛，mRNA 含量高，且易破碎 防止 RNA 降 解 (2)在逆转录酶的作用下，以 mRNA 为模板按照碱基互补配对的原则可以合成 cDNA (3)目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子 (4)磷酸二酯键 (5)目的基因的转录或翻译异常 解析 (1)与老叶相比，嫩叶生命活动旺盛，mRNA 含量高，且易破碎，容易 提取到几丁质酶的 mRNA。提取 RNA 时，提取液中添加 RNA 酶抑制剂可防止 RNA 被 RNA 酶催化降解。 (2)以 mRNA 为模板，按照碱基互补配对原则，在逆转录酶的作用下，通过逆 转录(反转录)可以获得 cDNA。 (3)因该目的基因是通过逆转录形成的，无表达所需的启动子，也无在受体 细胞内进行复制所需的复制原点等，所以在受体细胞内不能稳定存在和表达，也 不能遗传下去。 (4)构建基因表达载体时，DNA 连接酶能催化目的基因和质粒载体这两个 DNA 片段之间形成磷酸二酯键。 (5)转基因植株的基因组中含有几丁质酶基因，但该植株抗真菌的能力并没 有提高，可能是由于转录或翻译异常，即几丁质酶基因未能正常表达。 4．(2017·全国卷Ⅲ)编码蛋白甲的 DNA 序列(序列甲)由 A、B、C、D、E 五 个片段组成，编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成，如图 1 所示。 回答下列问题： (1)现要通过基因工程的方法获得蛋白乙，若在启动子的下游直接接上编码 蛋白乙的 DNA 序列(TTCGCTTCT……CAGGAAGGA)，则所构建的表达载体转入宿主细 胞 后 不 能 翻 译 出 蛋 白 乙 ， 原 因 是 _____________________________________________________________________ ___。 (2)某同学在用 PCR 技术获取 DNA 片段 B 或 D 的过程中，在 PCR 反应体系中 加入了 DNA 聚合酶、引物等，还加入了序列甲作为______________，加入了 ______________作为合成 DNA 的原料。 (3)现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白，要鉴定这三种蛋白是 否具有刺激 T 淋巴细胞增殖的作用，某同学做了如下实验：将一定量的含 T 淋巴 细胞的培养液平均分成四组，其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙，另一组 作为对照，培养并定期检测 T 淋巴细胞浓度，结果如图 2。 ①由图 2 可知：当细胞浓度达到 a 时，添加蛋白乙的培养液中 T 淋巴细胞浓 度 不 再 增 加 ， 此 时 若 要 使 T 淋 巴 细 胞 继 续 增 殖 ， 可 采 用 的 方 法 是 __________________。细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的 CO2 浓度， CO2 的作用是______________________。 ②仅根据图 1、图 2 可知，上述甲、乙、丙三种蛋白中，若缺少________(填 “A”“B”“C”“D”或“E”)片段所编码的肽段，则会降低其刺激 T 淋巴细胞 增殖的效果。 答案 (1)编码乙的 DNA 序列起始端无 ATG，转录出的 mRNA 无起始密码子 (2)模板 dNTP (3)①进行细胞传代培养 维持培养液的 pH ②C 解 析 (1) 若 在 启 动 子 的 下 游 直 接 接 上 编 码 蛋 白 乙 的 DNA 序 列 (TTCGCTTCT……CAGGAAGGA)，则基因表达载体中编码乙的 DNA 序列起始端无 ATG， 无论以 DNA 的哪条链为模板，转录出的 mRNA 都无起始密码子 AUG，使所构建的 表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙。 (2)在 PCR 技术中，除了引物和耐高温的 DNA 聚合酶外，还需要序列甲(DNA 片段)作为模板，dNTP(脱氧核苷酸)作为原料。 (3)①当细胞浓度达到 a 时，添加蛋白乙的培养液中 T 淋巴细胞浓度不再增 加，可能是由于发生了接触抑制，可用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞，制成细胞 悬液分瓶继续传代培养。动物细胞培养中，CO2 的作用是维持培养液的 pH。 ②对照分析图 1 和图 2 可知，能刺激 T 淋巴细胞增殖的甲和乙中都含有 C 片段，而对 T 淋巴细胞增殖促进作用很弱的丙中没有 C 片段，据此可知，若缺少 C 片段所编码的肽段，则会降低其刺激 T 淋巴细胞增殖的效果。 5．(2018·江苏高考)为生产具有特定性能的α－淀粉酶，研究人员从某种 海洋细菌中克隆了α－淀粉酶基因(1656 个碱基对)，利用基因工程大量制备α －淀粉酶，实验流程见图。请回答下列问题： (1)利用 PCR 技术扩增α－淀粉酶基因前，需先获得细菌的________。 (2)为了便于扩增的 DNA 片段与表达载体连接，需在引物的________端加上 限制性酶切位点，且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，主要目的 是________________________________________________。 (3)进行扩增时，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，下列选项中 ________的设定与引物有关，________的设定与扩增片段的长度有关。(填序号) ①变性温度 ②退火温度 ③延伸温度 ④变性时间 ⑤退火时间 ⑥延伸时间 (4)下图表示筛选获得的工程菌中编码α－淀粉酶的 mRNA 的部分碱基序列： 图中虚线框内 mRNA 片段包含________个密码子，如虚线框后的序列未知， 预测虚线框后的第一个密码子最多有________种。 (5)获得工程菌表达的α－淀粉酶后，为探究影响酶活性的因素，以浓度为 1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性，结果如下： 根 据 上 述 实 验 结 果 ， 初 步 判 断 该 α － 淀 粉 酶 活 性 最 高 的 条 件 为 ____________________________________________________。 答案 (1)基因组 DNA (2)5′ 使 DNA 片段能定向插入表达载体，减少自连 (3)② ⑥ (4)8 13 (5)pH 为 8.5，缓冲液为 50 mmol/L Tris－HCl 解析 (1)α淀粉酶基因来自于海洋细菌，因此为了利用 PCR 技术扩增α 淀粉酶基因，必须先获得细菌的基因组 DNA。 (2)目的基因与载体结合前需要用限制酶对两者进行切割，延伸是在引物的 3′端延伸，为了保证目的基因的完整性，因此需在引物的 5′端加上限制性酶 切位点，且为了使 DNA 片段能定向插入表达载体，减少自连，常在两条引物上设 计加入不同的限制性酶切位点。 (3)进行扩增时，退火温度的设定与引物有关，延伸时间的设定与扩增片段 的长度有关。 (4)根据题意分析，虚线框内 mRNA 片段内含有 24 个碱基，每 3 个碱基构成 一个密码子，因此包含 24÷3＝8 个密码子；构成 mRNA 的碱基有 4 种，因为虚线 外第一个密码子已固定为 U，且三个终止密码子皆为 U 开头，所以预测虚线框后 的第一个密码子最多有 4×4－3＝13 种。 (5)根据表格数据分析可知，在 pH 为 8.5，缓冲液为 50 mmol/L Tris－HCl 的条件下，α淀粉酶相对活性为 99.5%，活性最高。