枯草芽孢桿菌可分泌纖維素酶。研究者篩選到一株降解纖維素能力較強的枯草芽孢桿菌菌株(B菌),從中克隆得到了一種纖...
問題詳情:
枯草芽孢桿菌可分泌纖維素酶。研究者篩選到一株降解纖維素能力較強的枯草芽孢桿菌菌株(B菌),從中克隆得到了一種纖維素酶(C1酶)基因。將獲得的C1酶基因與高效表達載體(HT質體)連接,再導入B菌,以期獲得降解纖維素能力更強的工程菌。
(1)纖維素屬於__________糖,因此經過一系列酶催化最終可降解成單糖,該單糖是__________。
(2)對克隆到的C1酶基因測序,與數據庫中的C1酶基因編碼序列相比有兩個鹼基對不同,但兩者編碼出的蛋白的氨基*序列相同,這是因為____________________。
(3)C1酶基因以B鏈為轉錄模板鏈,轉錄時mRNA自身的延伸方向為5'→3'。為了使C1酶基因按照正確的方向與已被酶切的HT質體連接,克隆C1酶基因時在其兩端添加了Sma I和BamH I的酶切位點。該基因內部沒有這兩種酶切位點。圖1中酶切位點1和2所對應的酶分別是__________。
(4)將纖維素含量為20%的培養基分為三組,一組接種工程菌,對照組1不進行處理,對照組2進行相應處理。在相同條件下培養96小時,檢測培養基中纖維素的含量。結果(圖2)説明工程菌降解纖維素的能力最強。對照組2的處理應為____________________。
(5)預期該工程菌在處理廢棄物以保護環境方面可能的應用__________。(舉一例)
【回答】
多 葡萄糖 密碼子具有簡併*,發生鹼基的改變仍然編碼同一種氨基* BamHI、SmaI(順序不能調換) 向培養基中接種纖維素酶(C1酶) 降解秸稈,減少秸稈燃燒帶來的空氣污染
【解析】
【分析】
基因表達載體的組成:目的基因+啟動子+終止子+標記基因
(1)啟動子:是一段有特殊結構的DNA片段,位於基因的首端,是RNA聚合酶識別和結合的部位,能驅動基因轉錄出mRNA,最終獲得所需的蛋白質;
(2)終止子:也是一段有特殊結構的DNA片段,位於基因的尾端;
(3)標記基因的作用:是為了鑑定受體細胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細胞篩選出來。
圖2中對照組2也可以將纖維素進行分解,但其分解能力較弱。
【詳解】
(1)纖維素是葡萄糖聚合形成的多糖,所以經過酶的催化作用,最終降解為葡萄糖。
(2)由於密碼子具有簡併*,所以即使克隆到的C1酶基因測序,與數據庫中的C1酶基因編碼序列相比有兩個鹼基對不同,仍然可以編碼相同的氨基*。
(3)根據題幹信息“以B鏈為轉錄模板鏈,轉錄時mRNA自身的延伸方向為5'→3'”,所以B鏈的方向是從3'→5',根據質體上啟動子的方向,所以B鏈3'應該用BamH I進行切割,而其5'端應該用SmaI進行切割。
(4)本實驗的目的是*工程菌降解纖維素的能力最強,所以對照組1不作處理,組3是添加工程菌,組2的處理是用直接用纖維素酶進行分解纖維素,即向培養基中接種纖維素酶(C1酶)。
(5)該工程菌可以高效降解纖維素,所以可以降解秸稈,減少秸稈燃燒帶來的空氣污染。
【點睛】
本題以基因工程為核心,考查表達載體的構建、工程菌的實驗的知識,難點是分析基因表達時DNA的方向,mRNA與DNA的模板鏈互補;(4)中結合實驗目的找到自變量。
知識點:基因工程
題型:綜合題
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