Question

11．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(kāi)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)，選用嗜熱土壤芽孢桿菌基因組DNA作模板．
（2）如圖為質(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NdeⅠ和BamHⅠ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)檗D(zhuǎn)基因大腸桿菌產(chǎn)生有活性的Bg1B酶．
Ⅱ．（4）PCR的反應(yīng)過(guò)程包括變性、復(fù)性和延伸三步．整個(gè)PCR反應(yīng)過(guò)程中需要適宜的溫度和酸堿度，前者由PCR儀自動(dòng)控制，后者需靠緩沖液來(lái)維持．
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(guò)程中，加入誘變劑可提高bglB基因的突變率．經(jīng)過(guò)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(guò)程中AD（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基因突變不會(huì)導(dǎo)致酶的氨基酸數(shù)目改變  D．bglB基因可快速累積突變．

Answer 1

分析 1、基因表達(dá)載體的組成：目的基因+啟動(dòng)子+終止子+標(biāo)記基因．
啟動(dòng)子是RNA聚合酶特異性識(shí)別和結(jié)合的DNA序列，是基因的一個(gè)組成部分，控制基因表達(dá)（轉(zhuǎn)錄）的起始時(shí)間和表達(dá)的程度．
終止子是給予RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)的DNA序列．
2、PCR技術(shù)的過(guò)程：①高溫變性：DNA解旋過(guò)程（PCR擴(kuò)增中雙鏈DNA解開(kāi)不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動(dòng)解開(kāi)）；低溫復(fù)性：引物結(jié)合到互補(bǔ)鏈DNA上；③中溫延伸：合成子鏈．

解答 解：（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(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．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(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)檗D(zhuǎn)基因的大腸桿菌分泌出有活性的BglB酶．
（4）PCR的反應(yīng)過(guò)程包括高溫變性、低溫復(fù)性和中溫延伸三步．整個(gè)PCR反應(yīng)過(guò)程中需要適宜的溫度和酸堿度，前者由PCR儀自動(dòng)控制，后者需靠緩沖液來(lái)維持．
（5）A、PCR過(guò)程中僅針對(duì)bglB基因進(jìn)行誘變，而用誘變劑直接處理對(duì)嗜熱土壤芽胞桿菌所有DNA均起作用，A正確；
B、基因突變具有不定向性，B錯(cuò)誤；
C、bglB基因突變會(huì)導(dǎo)致酶的氨基酸數(shù)目改變，C錯(cuò)誤；
D、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，D正確．
故選：AD．
故答案為：
（1）嗜熱土壤芽孢桿菌
（2）NdeⅠ，BamHⅠ
（3）轉(zhuǎn)基因大腸桿菌產(chǎn)生有活性的Bg1B酶
（4）變性、復(fù)性和延伸     緩沖液
（5）AD

點(diǎn)評(píng) 本題考查了基因工程的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的原理及操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié)，能結(jié)合圖中信息準(zhǔn)確答題．