《2026年新高考5年真题高中生物全一册通用版广东专版》

22. [选修 3：现代生物科技专题](12 分)
非细胞合成技术是一种运用合成生物学方法，在细胞外构建多酶催化体系，获得目标产物的新技术，其核心是各种酶基因的挖掘、表达等。中国科学家设计了 4 步酶促反应的非细胞合成路线(图 13)，可直接用淀粉生产肌醇(重要的医药食品原料)，以期解决高温强酸水解方法造成的严重污染问题，并可以提高产率。
回答下列问题：
(1)研究人员采用 PCR 技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此外，获得酶基因的方法还有人工合成、从基因文库中获取(答出两种即可)。
(2)高质量的 DNA 模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量 DNA 模板时必须除去蛋白，方法有盐析法、酶解法和高温变性(答出两种即可)。
(3)研究人员使用大肠杆菌 BL21 作为受体细胞、pET20b 为表达载体分别进行 4 种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备感受态细胞。为了检测目的基因是否成功表达出酶蛋白，需要采用的方法有抗原—抗体杂交。
(4)依图 13 所示流程，在一定的温度、pH 等条件下，将 4 种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同，可能导致的结果是有的酶失活而使反应中断，不能生成肌醇。在分子水平上，可以通过改变基因的碱基序列，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。

答案： 22.参考答案
(1)人工合成、从基因文库中获取
(2)盐析法、酶解法和高温变性
(3)感受态 抗原—抗体杂交
(4)有的酶失活而使反应中断，不能生成肌醇 基因的碱基序列
命题意图本题考查基因工程、DNA的粗提取和鉴定的相关知识，意在考查考生的理解能力和识图分析能力。
解题思路
(1)获得目的基因的方法常用的还有人工合成法和从基因文库中获取。
(2)制备高质量DNA模板时除去蛋白质的方法有盐析法、酶解法或高温变性法等。
(3)表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备处于感受态的细胞，即用Ca²⁺处理大肠杆菌，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。检测目的基因是否成功表达出蛋白，可以用抗原—抗体杂交的方法。
(4)在一定的温度、pH等条件下，若这些酶最适反应条件不同，可能导致的结果是有的酶失活，反应不能进行到底，不能生成目标产物。在分子水平上，通过对酶基因碱基序列改造，改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。