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(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，開展并得到了以下試驗(yàn)結(jié)果，如圖。據(jù)圖回答相關(guān)問題：

質(zhì)粒限制酶酶切圖譜

（1）已知BglB基因不含圖1中限制酶識別序列。PCR擴(kuò)增bglB基因時，選用______桿菌基因組DNA作模板，進(jìn)行擴(kuò)增的前提是要有一段已知BglB基因的核苷酸序列以便根據(jù)這一序列合成___________。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_______兩種不同限制酶的識別序列。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>_________________。

（2）根據(jù)2、3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______________（填“50”、“60”、“70”、“80”）℃。

（3）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。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】 嗜熱土壤芽胞桿菌 引物 NdeI BamHI 轉(zhuǎn)基因的大腸桿菌分泌出有活性的BglB酶 （因高溫）變性失活 60 A、C

【解析】試題分析：分析圖2，60～70℃時該酶的相對活性最高，而在40℃和80℃活性均降低，并且酶在高溫條件下會失活；分析圖3，隨著保溫時間的延長，80℃保溫30分鐘后，BglB酶會失活；而隨著保溫時間的延長，70℃條件下的酶活性下降明顯。

（1）根據(jù)題意可知，嗜熱土壤芽胞桿菌產(chǎn)生的β-葡萄糖苷酶（BglB），因此PCR擴(kuò)增bglB基因時，選用嗜熱土壤芽孢桿菌基因組DNA作模板；并要用一段已知BglB基因的核苷酸序列以引物；根據(jù)啟動子和終止子的生理作用可知，目的基因應(yīng)導(dǎo)入啟動子和終止子之間．圖中看出，兩者之間存在于三種限制酶切點(diǎn)，但是由于Xbal在質(zhì)粒不止一個酶切位點(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。

（2）據(jù)圖2、3可知，80℃保溫30分鐘后，BglB酶會失活；圖2中看出，60～70℃時該酶的相對活性最高，而圖3中看出，隨著保溫時間的延長，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℃。

（3）PCR過程中僅針對bglB基因進(jìn)行誘變，而用誘變劑直接處理對嗜熱土壤芽胞桿菌所有DNA均起作用，A項(xiàng)正確；基因突變具有不定向性，B項(xiàng)錯誤；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項(xiàng)正確；bglB基因突變會導(dǎo)致酶的氨基酸數(shù)目改變，D項(xiàng)錯誤。