糖化酶是將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖的酶。大部分野生酵母菌因缺乏糖化酶基因而不能直接利用淀粉。研究人員將經(jīng)誘變處理獲取的黑曲霉菌高產(chǎn)糖化酶基因?qū)氘叧嘟湍窯S115中,構(gòu)建能直接利用淀粉的工程菌,該過程所用質(zhì)粒(僅示部分結(jié)構(gòu))如圖1所示。請回答下列問題。
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(1)為獲得糖化酶高產(chǎn)菌株,研究人員將經(jīng)誘變處理后的黑曲霉菌接種到淀粉含量 高高(填“高”或“低”)的培養(yǎng)基上,恒溫培養(yǎng)適宜時間后滴加碘液,挑選出透明圈直徑 較大較大(填“較大”或“較小”)的菌株,再進(jìn)行復(fù)篩以及穩(wěn)定性遺傳實驗。
(2)為獲取和擴(kuò)增高產(chǎn)糖化酶基因,研究人員提取出糖化酶高產(chǎn)菌株的基因組,并根據(jù)高產(chǎn)糖化酶基因的部分核苷酸序列設(shè)計 特異性引物特異性引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增。PCR每次循環(huán)都包括變性、復(fù)性復(fù)性和延伸三步,在循環(huán)前常要進(jìn)行一次94℃、5min預(yù)變性,其目的是 增加模板DNA徹底變性的概率增加模板DNA徹底變性的概率。
(3)構(gòu)建高產(chǎn)糖化酶基因表達(dá)載體時,用限制酶EcoRⅠ和NotⅠ切割質(zhì)粒pPIC9K,37℃,15min后需將溫度升高至65℃并保溫20min,目的是使 限制酶失活限制酶失活,從而終止酶切反應(yīng)。圖2是高產(chǎn)糖化酶基因示意圖(僅示部分堿基),為使其能正確插入表達(dá)載體并成功表達(dá),則圖中A處的堿基序列應(yīng)為 5′-GCGGCCGC-3′5′-GCGGCCGC-3′。
(4)畢赤酵母GS115是一種組氨酸營養(yǎng)缺陷型微生物,自身不能合成生長必需的組氨酸,并且對氨芐青霉素和卡那霉素均不敏感,因此可利用 不含組氨酸不含組氨酸的基礎(chǔ)培養(yǎng)基篩選導(dǎo)入高產(chǎn)糖化酶基因表達(dá)載體的畢赤酵母GS115(重組細(xì)胞),再將重組細(xì)胞轉(zhuǎn)接至以甲醇為唯一碳源的培養(yǎng)液中進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)酶性能測定。上述過程中,甲醇除作為碳源、提供能量外,還具有 誘導(dǎo)PAOX1啟動,使高產(chǎn)糖化酶基因大量表達(dá)誘導(dǎo)PAOX1啟動,使高產(chǎn)糖化酶基因大量表達(dá)的作用。
(5)為進(jìn)一步揭示黑曲霉菌高產(chǎn)糖化酶基因突變的分子機(jī)制,研究人員將高產(chǎn)糖化酶基因上游表達(dá)調(diào)控序列與野生糖化酶基因同一區(qū)段的序列進(jìn)行對比分析,具體差異如圖3,據(jù)此推測,糖化酶基因突變可能是該序列發(fā)生了堿基(對)的 缺失和替換缺失和替換所致。
【考點】基因工程的操作過程綜合;DNA片段的擴(kuò)增與電泳鑒定;發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥、農(nóng)牧業(yè)等工業(yè)上的應(yīng)用;基因突變的概念、原因、特點及意義.
【答案】高;較大;特異性引物;復(fù)性;增加模板DNA徹底變性的概率;限制酶失活;5′-GCGGCCGC-3′;不含組氨酸;誘導(dǎo)PAOX1啟動,使高產(chǎn)糖化酶基因大量表達(dá);缺失和替換
【解答】
【點評】
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