Question

【題目】【生物-選修3：現代生物科技專題】 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，開展并得到了以下試驗結果，如圖。據圖回答相關問題：

質粒限制酶酶切圖譜

（1）已知BglB基因不含圖1中限制酶識別序列。PCR擴增bglB基因時，選用______桿菌基因組DNA作模板，進行擴增的前提是要有一段已知BglB基因的核苷酸序列以便根據這一序列合成___________。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_______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_________________。

（2）根據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，反應溫度最好控制在______________（填“50”、“60”、“70”、“80”）℃。

（3）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】 嗜熱土壤芽胞桿菌 引物 NdeI BamHI 轉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）根據題意可知，嗜熱土壤芽胞桿菌產生的β-葡萄糖苷酶（BglB），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；并要用一段已知BglB基因的核苷酸序列以引物；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．圖中看出，兩者之間存在于三種限制酶切點，但是由于Xbal在質粒不止一個酶切位點，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。

（2）據圖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，反應溫度最好控制在60℃。

（3）PCR過程中僅針對bglB基因進行誘變，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基因突變會導致酶的氨基酸數目改變，D項錯誤。