题目内容
【题目】现代生物工程技术
AET(α-氨基酸酯酰基转移酶)催化丙氨酸、谷氨酰胺合成的丙谷二肽可预防和治疗某些疾病,因此利用生物技术规模化生产AET具有重要意义。图1表示所用质粒、某菌拟核DNA中的AET基因,以及限制酶Smal、BamHI、EcoRⅠ和HindⅢ的切割位点,且这四种限制酶切割形成的末端序列各不相同。
(1)AET催化丙谷二肽合成过程中形成的化学键是______。
(2)质粒的化学本质是______。为了AET与质粒DNA合理重组,拟核DNA和质粒均应用______(限制酶)切割。
利用重组质粒改造大肠杆菌并规模化生产、分离提纯AET的技术流程如图2所示。
(3)图2中,筛选含重组质粒的大肠杆菌并获取单菌落是图中的过程______。筛选所用培养基除含微生物所需要的营养成分外,还必须添加的物质有______。
A.伊红美蓝 B.氯霉素 C.丙氨酸 D.谷氨酰胺
(4)上述改造大肠杆菌并将之用于AET的大规模化生产,涉及______(多选)。
A.细胞工程 B.基因工程 C.酶工程 D.发酵工程
(5)图3表示pH对AET酶活性的影响。将酶置于不同pH下足够长的时间,再在最适pH下测其酶活性,由此得到pH对AET酶稳定性的影响,如图4所示。据图3和图4判断该酶使用的最佳pH范围是______,写出分析过程:______。
【答案】肽键 DNA BamHI和HindⅢ 2 B BCD 8.0-8.5 pH为8.0-8.5时,酶活性相对较高,且稳定性也较高
【解析】
由图1可知,SmaⅠ会破坏质粒上的氯霉素抗性基因,故不能选择该酶进行切割。又因为质粒上不具有EcoRⅠ酶切位点,故只能选择BamHI和HindⅢ切割目的基因和质粒。
图2中,过程1表示把目的基因导入大肠杆菌细胞中;过程2表示筛选含重组质粒的大肠杆菌的过程;过程3经过发酵培养获得AET。
图3中:pH在8.5左右活力最高,pH在8左右AET的稳定性最高。
(1)氨基酸经过脱水缩合形成二肽合成过程中,会形成肽键。
(2)质粒的化学本质是DNA分子,由于SmaⅠ会破坏质粒上的氯霉素抗性基因,质粒上不具有EcoRⅠ酶切位点,故只能选择BamHI和HindⅢ分别切割质粒和目的基因。
(3)图2中,过程2表示筛选含重组质粒的大肠杆菌并获取单菌落。筛选所用培养基除含微生物所需要的营养成分外,还必须添加的物质有氯霉素,含重组质粒的细菌可以存活,故选B。
(4)上述改造大肠杆菌并将之用于AET的大规模化生产的过程中,需要把目的基因导入大肠杆菌细胞中,对大肠杆菌进行发酵培养,还涉及酶的保存等过程,故该过程涉及基因工程、酶工程和发酵工程,故选BCD。
(5)据图3和图4判断该酶使用的最佳pH范围是8.0-8.5,原因是pH为8.0-8.5时,酶活性相对较高,且稳定性也较高。