Question

【題目】【生物——選修3：現(xiàn)代生物科技專題】

嗜熱土壤芽胞桿菌產生的β-葡萄糖苷酶（BglB）是一種耐熱纖維素酶，為使其在工業(yè)生產中更好地應用，開展了以下試驗：

Ⅰ．利用大腸桿菌表達BglB酶

（1）PCR擴增bglB基因時，選用 基因組DNA作模板。

（2）右圖為質粒限制酶酶切圖譜。bglB基因不含圖中限制酶識別序列。為使PCR擴增的bglB基因重組進該質粒，擴增的bglB基因兩端需分別引入 和 不同限制酶的識別序列。

（3）大腸桿菌不能降解纖維素，但轉入上述建構好的表達載體后則獲得了降解纖維素的能力，這是因為 。

Ⅱ．溫度對BglB酶活性的影響

（4）據圖1、2可知，80℃保溫30分鐘后，BglB酶會 ；為高效利用BglB酶降解纖維素，反應溫度最好控制在 （單選）。

A．50℃ B．60℃ C．70℃ D．80℃

Ⅲ．利用分子育種技術提高BglB酶的熱穩(wěn)定性

在PCR擴增bglB基因的過程中，加入誘變劑可提高bglB基因的突變率。經過篩選，可獲得能表達出熱穩(wěn)定性高的BglB酶的基因。

（5）與用誘變劑直接處理嗜熱土壤芽胞桿菌相比，上述育種技術獲得熱穩(wěn)定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR過程中 （多選）。

A．僅針對bglB基因進行誘變

B．bglB基因產生了定向突變

C．bglB基因可快速累積突變

D．bglB基因突變不會導致酶的氨基酸數(shù)目改變

Answer 1

【答案】（1）嗜熱土壤芽孢桿菌

（2）NdeⅠ BamHⅠ

（3）轉基因的大腸桿菌分泌出有活性的BglB酶

（4）失活 B （5）A、C

【解析】（1）bglB基因存在于嗜熱土壤芽孢桿菌基因組中，故應以該菌的基因組DNA為模板進行基因擴增。

（2）目的基因與質粒進行重組時，需將目的基因插入到啟動子和終止子之間，且應靠近啟動子和終止子，結合示意圖可知，應在擴增的bglB基因兩端分別引入NdeⅠ和BamHⅠ兩種限制酶的識別序列。

（3）該基因表達載體中含有bglB基因，其表達產生的β-葡萄糖苷酶可分解纖維素，這樣大腸桿菌就獲得了分解纖維素的能力。

（4）由圖2可知，在80℃條件下保溫30分鐘后，BglB酶就會失活；70℃時保溫30分鐘，酶活性開始減弱；60℃保溫30分鐘后酶活性基本不發(fā)生變化。由圖1可知，當溫度為60℃～70℃時，酶活性較高。綜合圖1和圖2，為高效利用BglB酶降解纖維素，反應溫度最好應控制在60℃，故選B。

（5）相比于誘變劑直接處理嗜熱土壤芽孢桿菌，在bglB基因擴增過程中加入誘變劑進行誘變處理針對性更強，A正確；基因突變是不定向的，B錯誤；利用PCR技術擴增目的基因（DNA復制），其速度快，發(fā)生突變后可進行快速積累，進而便于篩選，C正確；基因突變可能導致氨基酸數(shù)目的改變，如果突變后的密碼子變?yōu)榻K止密碼子，可導致蛋白質合成提前終止，進而導致氨基酸數(shù)目變少，D錯誤；答案是AC。