Question

（14分,每空2分）嗜熱土壤芽胞桿菌產(chǎn)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(chǎn)中更好地應(yīng)用，開展了以下試驗(yàn)：

Ⅰ.利用大腸桿菌表達(dá)BglB酶

（1）PCR擴(kuò)增bglB基因時(shí)，選用 基因組DNA作模板。

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

（3）大腸桿菌不能降解纖維素，但轉(zhuǎn)入上述建構(gòu)好的表達(dá)載體后則獲得了降解纖維素的能力，這是因?yàn)? 。

Ⅱ.溫度對(duì)BglB酶活性的影響

（4）據(jù)圖1、2可知，80℃保溫30分鐘后，BglB酶會(huì) ；為高效利用BglB酶降解纖維素，反應(yīng)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(shù)提高BglB酶的熱穩(wěn)定性

在PCR擴(kuò)增bglB基因的過程中，加入誘變劑可提高bglB基因的突變率。經(jīng)過篩選，可獲得能表達(dá)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(shù)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(duì)bglB基因進(jìn)行誘變 B.bglB基因產(chǎn)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(huì)導(dǎo)致酶的氨基酸數(shù)目改變

 

Answer 1

（1）嗜熱土壤芽孢桿菌

（2）NdeⅠ BamHⅠ

（3）轉(zhuǎn)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】

試題分析：

（1）“嗜熱土壤芽胞桿菌產(chǎn)生的β—葡萄糖苷酶（BglB）是一種耐熱纖維素酶”可知bglB基因存在于嗜熱土壤芽胞桿菌，因此可從嗜熱土壤芽胞桿菌基因組文庫中獲取目的基因，然后采用PCR技術(shù)擴(kuò)增bglB基因。

（2）在基因表達(dá)載體的構(gòu)建中，目的基因插入到啟動(dòng)子和終止子之間，啟動(dòng)子和終止子之間有Ndel、XbaⅠ、BamHⅠ三種限制酶識(shí)別和切割位點(diǎn)。據(jù)圖可知，終止子的兩端有XbaⅠ限制酶切割位點(diǎn)，因此不能使用XbaⅠ限制酶切割質(zhì)粒，故只能用Ndel和BamHⅠ限制酶切割質(zhì)粒。目的基因與質(zhì)粒具有相同的粘性末端才可以連接形成重組質(zhì)粒，所以目的基因兩端需分別引入Ndel和BamHⅠ的識(shí)別序列。

（3）轉(zhuǎn)基因大腸桿菌能降解纖維素，說明轉(zhuǎn)基因大腸桿菌中能分泌出有降解纖維素作用的BglB酶。

（4）據(jù)圖可知，在溫度為80℃，酶失活；根據(jù)圖1可知，溫度在60℃和70℃時(shí)，酶活性基本相等；根據(jù)圖2可知，溫度為60℃時(shí)酶的相對(duì)活性比70℃時(shí)的高；因此為高效利用BglB酶降解纖維素，可控制反應(yīng)溫度在60℃。（5）基因突變具有隨機(jī)性、不定向性等特點(diǎn)，故B錯(cuò)；bglB基因突變可能會(huì)導(dǎo)致氨基酸的數(shù)目發(fā)生改變，故C錯(cuò)；而利用分子育種技術(shù)可僅針對(duì)bglB基因進(jìn)行誘變，同時(shí)利用PCR技術(shù)能大量獲得bglB基因的突變基因，故A、D正確。

考點(diǎn)：本題考查基因工程、育種的有關(guān)知識(shí)，意在考查考生識(shí)記能力、識(shí)圖能力和理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系的能力。