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