题目内容
嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶(BglB)是一种耐热纤维素酶,为使其在工业生产中更好地应用,开展了以下试验:
Ⅰ.利用大肠杆菌表达BglB酶
(1)PCR扩增bglB基因时,选用 基因组DNA作模板.
(2)图1为质粒限制酶酶切图谱.bglB基因不含图中限制酶识别序列.为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒,扩增的bglB基因两端需分别引入 和 不同限制酶的识别序列.
(3)大肠杆菌不能降解纤维素,但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力,这是因为 .
Ⅱ.温度对BglB酶活性的影响

(4)据图2、3可知,80℃保温30分钟后,BglB酶会 ;为高效利用BglB酶降解纤维素,反应温度最好控制在 (单选).
A.50℃B.60℃C.70℃D.80℃
Ⅲ.利用分子育种技术提高BglB酶的热稳定性
在PCR扩增bglB基因的过程中,加入诱变剂可提高bglB基因的突变率.经过筛选,可获得能表达出热稳定性高的BglB酶的基因.
(5)与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽胞杆菌相比,上述育种技术获得热稳定性高的BglB酶基因的效率更高,其原因是在PCR过程中 (多选).
A.仅针对bglB基因进行诱变 B.bglB基因产生了定向突变
C.bglB基因可快速累积突变 D.bglB基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变.
Ⅰ.利用大肠杆菌表达BglB酶
(1)PCR扩增bglB基因时,选用
(2)图1为质粒限制酶酶切图谱.bglB基因不含图中限制酶识别序列.为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒,扩增的bglB基因两端需分别引入
(3)大肠杆菌不能降解纤维素,但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力,这是因为
Ⅱ.温度对BglB酶活性的影响
(4)据图2、3可知,80℃保温30分钟后,BglB酶会
A.50℃B.60℃C.70℃D.80℃
Ⅲ.利用分子育种技术提高BglB酶的热稳定性
在PCR扩增bglB基因的过程中,加入诱变剂可提高bglB基因的突变率.经过筛选,可获得能表达出热稳定性高的BglB酶的基因.
(5)与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽胞杆菌相比,上述育种技术获得热稳定性高的BglB酶基因的效率更高,其原因是在PCR过程中
A.仅针对bglB基因进行诱变 B.bglB基因产生了定向突变
C.bglB基因可快速累积突变 D.bglB基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变.
考点:基因工程的原理及技术,酶活力测定的一般原理和方法,PCR技术的基本操作和应用
专题:
分析:基因表达载体的组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因.
启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列,是基因的一个组成部分,控制基因表达(转录)的起始时间和表达的程度.
终止子是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列.
分析图2,60~70℃时该酶的相对活性最高,而在40℃和80℃活性均降低,并且酶在高温条件下会失活.
分析图3,随着保温时间的延长,80℃保温30分钟后,BglB酶会失活;而随着保温时间的延长,70℃条件下的酶活性下降明显.
启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列,是基因的一个组成部分,控制基因表达(转录)的起始时间和表达的程度.
终止子是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列.
分析图2,60~70℃时该酶的相对活性最高,而在40℃和80℃活性均降低,并且酶在高温条件下会失活.
分析图3,随着保温时间的延长,80℃保温30分钟后,BglB酶会失活;而随着保温时间的延长,70℃条件下的酶活性下降明显.
解答:
解:(1)根据题意可知,嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶(BglB),因此PCR扩增bglB基因时,选用嗜热土壤芽孢杆菌基因组DNA作模板.
(2)根据启动子和终止子的生理作用可知,目的基因应导入启动子和终止子之间.图中看出,两者之间存在于三种限制酶切点,但是由于Xbal在质粒不止一个酶切位点,因此为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒,扩增的bglB基因两端需分别引入NdeⅠ和BamHⅠ不同限制酶的识别序列.
(3)大肠杆菌不能降解纤维素,但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力,这是因为转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶.
(4)据图2、3可知,80℃保温30分钟后,BglB酶会失活;图2中看出,60~70℃时该酶的相对活性最高,而图3中看出,随着保温时间的延长,70℃条件下的酶活性下降明显,因此为高效利用BglB酶降解纤维素,反应温度最好控制在60℃.
(5)PCR过程中仅针对bglB基因进行诱变,而用诱变剂直接处理对嗜热土壤芽胞杆菌所有DNA均起作用,A正确;基因突变具有不定向性,B错误;突变后的bglB基因可以进行PCR技术扩增,因此可快速累积突变,C正确;bglB基因突变会导致酶的氨基酸数目改变,D错误.
故答案为:
(1)嗜热土壤芽孢杆菌;
(2)NdeⅠBamHⅠ;
(3)转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶;
(4)失活 B;
(5)A、C.
(2)根据启动子和终止子的生理作用可知,目的基因应导入启动子和终止子之间.图中看出,两者之间存在于三种限制酶切点,但是由于Xbal在质粒不止一个酶切位点,因此为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒,扩增的bglB基因两端需分别引入NdeⅠ和BamHⅠ不同限制酶的识别序列.
(3)大肠杆菌不能降解纤维素,但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力,这是因为转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶.
(4)据图2、3可知,80℃保温30分钟后,BglB酶会失活;图2中看出,60~70℃时该酶的相对活性最高,而图3中看出,随着保温时间的延长,70℃条件下的酶活性下降明显,因此为高效利用BglB酶降解纤维素,反应温度最好控制在60℃.
(5)PCR过程中仅针对bglB基因进行诱变,而用诱变剂直接处理对嗜热土壤芽胞杆菌所有DNA均起作用,A正确;基因突变具有不定向性,B错误;突变后的bglB基因可以进行PCR技术扩增,因此可快速累积突变,C正确;bglB基因突变会导致酶的氨基酸数目改变,D错误.
故答案为:
(1)嗜热土壤芽孢杆菌;
(2)NdeⅠBamHⅠ;
(3)转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶;
(4)失活 B;
(5)A、C.
点评:本题考查了基因工程以及温度影响酶活性的相关知识,意在考查考生的识图分析能力和理解判断能力,难度适中.考生要能够识记目的基因存在于启动子和终止子之间;能够从图23中中比较出60℃和70℃条件下酶活性的区别;明确基因突变具有不定向性.
练习册系列答案
相关题目
关于细胞中水的说法不正确的是( )
| A、在有氧呼吸过程中,水既是反应物又是生成物 |
| B、收获的种子在晒干过程中散失的水属于结合水 |
| C、低温条件下,当温度适当升高时细胞内自由水与结合水的比值上升 |
| D、休眠的蚕豆子叶细胞比洋葱根尖分生区细胞中结合水的相对含量多 |
下列哪一项说明生物界与非生物界具有统一性的一面( )
| A、构成细胞的化合物在非生物界都存在 |
| B、构成细胞的无机物在自然界中都存在 |
| C、构成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到 |
| D、生物界与非生物界都具有新陈代谢 |
下列物质中,易通过细胞膜的是( )
| A、淀粉 | B、脂肪酸 |
| C、蛋白质 | D、糖类 |