Question

葡萄糖異構(gòu)酶在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，為提高其熱穩(wěn)定性，科學(xué)家在確定第138位甘氨酸為目標(biāo)氨基酸后，對(duì)葡萄糖異構(gòu)酶基因進(jìn)行體外定點(diǎn)誘變，以脯氨酸138替代甘氨酸138，含突變體的重組質(zhì)粒在大腸桿菌中表達(dá)，結(jié)果突變型葡萄糖異構(gòu)酶比野生型的最適反應(yīng)溫度提高10～12℃，酶的熱穩(wěn)定性得到了提高．請(qǐng)根據(jù)以下圖示分析回答問(wèn)題：
（1）對(duì)葡萄糖異構(gòu)酶進(jìn)行定點(diǎn)誘變的過(guò)程體現(xiàn)了

 

和

 

現(xiàn)代生物技術(shù)的綜合運(yùn)用．
（2）1的名稱叫

 

；其組成包括了目的基因、終止子、標(biāo)記基因、復(fù)制原點(diǎn)和

 

．
（3）目的基因經(jīng)過(guò)體外定點(diǎn)誘變后，為了提高其導(dǎo)入大腸桿菌的成功率，需用

 

處理大腸桿菌．
（4）工業(yè)生產(chǎn)上為了充分利用葡萄糖異構(gòu)酶，常采用

 

技術(shù)．使用此技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是①

 

�、�

 

．
（5）與正�；�因相比，經(jīng)過(guò)定點(diǎn)突變后的基因中發(fā)生了兩對(duì)堿基的

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：蛋白質(zhì)工程,制備和應(yīng)用固相化酶,基因工程的原理及技術(shù)

專題：

分析：分析題圖：圖示為提高葡萄糖異構(gòu)酶熱穩(wěn)定性的過(guò)程．在確定第138位甘氨酸為目標(biāo)氨基酸后，對(duì)葡萄糖異構(gòu)酶基因進(jìn)行體外定點(diǎn)誘變，以脯氨酸138替代甘氨酸138，含突變體的重組質(zhì)粒在大腸桿菌中表達(dá)，結(jié)果突變型葡萄糖異構(gòu)酶比野生型的最適反應(yīng)溫度提高10～12℃，酶的熱穩(wěn)定性得到了提高．

解答： 解：（1）蛋白質(zhì)工程指以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過(guò)基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行基因改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需要．蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來(lái)的第二代基因工程．由于葡萄糖異構(gòu)酶發(fā)生了變化，所以該過(guò)程屬于蛋白質(zhì)工程．因此對(duì)葡萄糖異構(gòu)酶進(jìn)行定點(diǎn)誘變的過(guò)程體現(xiàn)了蛋白質(zhì)工程和基因工程現(xiàn)代生物技術(shù)的綜合運(yùn)用．
（2）圖中1是基因表達(dá)載體，至少包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因和復(fù)制原點(diǎn)．
（3）將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞時(shí)，常采用感受態(tài)細(xì)胞法，即用Ca²⁺處理大腸桿菌，使大腸桿菌處于易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)，進(jìn)而將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞．
（4）工業(yè)生產(chǎn)上為了充分利用葡萄糖異構(gòu)酶，常采用固定化酶技術(shù)；固定化酶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有：①提高了酶的利用率；②降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量．
（5）由圖可知，脯氨酸與甘氨酸的密碼子有兩個(gè)堿基不同，所以基因中發(fā)生了兩對(duì)堿基的替換．
故答案為：
（1）蛋白質(zhì)工程　基因工程
（2）基因表達(dá)載體　啟動(dòng)子
（3）Ca²⁺
（4）固定化酶　  ①提高了酶的利用率　  ②降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量
（5）替換

點(diǎn)評(píng)：本題結(jié)合提高葡萄糖異構(gòu)酶熱穩(wěn)定性的過(guò)程圖解，考查蛋白質(zhì)工程、基因工程和固定化酶技術(shù)，要求考生識(shí)記蛋白質(zhì)工程的概念，明確蛋白質(zhì)工程和基因工程之間的關(guān)系；識(shí)記基因工程的基本操作步驟；識(shí)記固定化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，能結(jié)合圖中信息答題．