Question

【題目】嗜熱土壤芽胞桿菌產生的β-葡萄糖苷酶（BglB）是一種耐熱纖維素酶，為使其在工業生產中更好地應用，開展了以下試驗：

Ⅰ．利用大腸桿菌表達BglB酶

（1）PCR擴增BglB基因時，選用_________桿菌基因組DNA作模板。

（2）如圖為質粒限制酶酶切圖譜。BglB基因不含圖中限制酶識別序列。為使PCR擴增的BglB基因重組進該質粒，擴增的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，但轉入上述建構好的表達載體后則獲得了降解纖維素的能力，這是因為________________________。

Ⅱ．溫度對BglB酶活性的影響

據圖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．利用分子育種技術提高BglB酶的熱穩定性

在PCR擴增BglB基因的過程中，加入誘變劑可提高bglB基因的突變率。經過篩選，可獲得能表達出熱穩定性高的BglB酶的基因。

與用誘變劑直接處理嗜熱土壤芽胞桿菌相比，上述育種技術獲得熱穩定性高的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基因進行誘變 B．BglB基因產生了定向突變

C．BglB基因可快速累積突變 D．BglB基因突變不會導致酶的氨基酸數目改變

Answer 1

【答案】（1）嗜熱土壤芽孢桿菌

（2）NdeⅠ BamHⅠ

（3）轉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）根據題意可知，β-葡萄糖苷酶（BglB）是由嗜熱土壤芽胞桿菌產生的，因此PCR擴增bglB基因時，選用嗜熱土壤芽孢桿菌基因組DNA作模板。

（2）根據啟動子和終止子的生理作用可知，目的基因應導入啟動子和終止子之間。由圖中看出，兩者之間存在有三種限制酶切點，但是由于Xbal在質粒上不止一個酶切位點，因此為使PCR擴增的bglB基因重組進該質粒，擴增的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，但轉入上述建構好的表達載體后則獲得了降解纖維素的能力，這是因為轉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℃時該酶的相對活性最高，而由圖2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，反應溫度最好控制在60℃。B項正確。

（5）PCR過程中僅針對bglB基因進行誘變，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項正確；基因突變具有不定向性，B項錯誤；突變后的bglB基因可以進行PCR技術擴增，因此可快速累積突變，C項正確；bglB基因突變可能會導致酶的氨基酸數目改變，D項錯誤。