Question

【題目】嗜熱土壤芽孢桿菌產(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 桿菌基因組DNA作模板。

（2）上圖為質(zhì)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(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)?/span> 。

Ⅱ．溫度對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 ；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基因突變不會導(dǎo)致酶的氨基酸數(shù)目改變

Answer 1

【答案】

（1）嗜熱土壤芽孢

（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】

（1）根據(jù)題意可知，β-葡萄糖苷酶（BglB）是由嗜熱土壤芽胞桿菌產(chǎn)生的，因此PCR擴(kuò)增bglB基因時(shí)，選用嗜熱土壤芽孢桿菌基因組DNA作模板。

（2）根據(jù)啟動(dòng)子和終止子的生理作用可知，目的基因應(yīng)導(dǎo)入啟動(dòng)子和終止子之間。由圖中看出，兩者之間存在有三種限制酶切點(diǎn)，但是由于Xbal在質(zhì)粒上不止一個(gè)酶切位點(diǎn)，因此為使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NdeⅠ和BamHⅠ不同限制酶的識別序列。

（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)檗D(zhuǎn)基因的大腸桿菌分泌出有活性的BglB酶。

（4）由圖2可知，在80℃保溫30分鐘后，BglB酶會失活；由圖1中看出，60～70℃時(shí)該酶的相對活性最高，而由圖2中看出，隨著保溫時(shí)間的延長，70℃條件下的酶活性下降明顯，因此為高效利用BglB酶降解纖維素，反應(yīng)溫度最好控制在60℃。B正確。

（5）PCR過程中僅針對bglB基因進(jìn)行誘變，而用誘變劑直接處理嗜熱土壤芽胞桿菌是對嗜熱土壤芽胞桿菌所有DNA均起作用，A正確；基因突變具有不定向性，B錯(cuò)誤；突變后的bglB基因可以進(jìn)行PCR技術(shù)擴(kuò)增，因此可快速累積突變，C正確；bglB基因突變可能會導(dǎo)致酶的氨基酸數(shù)目改變，D錯(cuò)誤。