Question

葡萄糖异构酶在工业上应用广泛，为提高其热稳定性，科学家在确定第138位甘氨酸为目标氨基酸后，对葡萄糖异构酶基因进行体外定点诱变，以脯氨酸138替代甘氨酸138，含突变体的重组质粒在大肠杆菌中表达，结果突变型葡萄糖异构酶比野生型的最适反应温度提高10℃～12℃，酶的热稳定性得到了提高。请根据以下图示分析回答问题：

（1）对葡萄糖异构酶进行定点诱变的过程体现了             和            现代生物技术的综合运用。

（2）Ⅰ的名称叫            ；其组成包括了目的基因、        、            、复制原点和          。

（3）目的基因经过体外定点诱变后，为了提高其导入大肠杆菌的成功率，需用        处理大肠杆菌。

（4）与正常基因相比，经过定点诱变后的基因中发生了两对碱基的            。

（5）基因工程最后一步是          ，从分子水平检测的方法有

Answer

（1）蛋白质工程 基因工程

（2）基因表达载体 启动子 终止子 标记基因

（3）Ca2+

（4）替换

（5）目的基因的检测与鉴定 （DNA）分子 杂交 抗原—抗体杂交

【解析】

（1）蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要．蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程．由于葡萄糖异构酶发生了变化，所以该过程属于蛋白质工程．因此对葡萄糖异构酶进行定点诱变的过程体现了蛋白质工程和基因工程现代生物技术的综合运用．

（2）图中1是基因表达载体，至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点．

（3）将目的基因导入微生物细胞时，常采用感受态细胞法，即用Ca2+处理大肠杆菌，使大肠杆菌处于易于吸收周围环境中DNA分子的感受态，进而将目的基因导入受体细胞．

（4）由图可知，脯氨酸与甘氨酸的密码子有两个碱基不同，所以基因中发生了两对碱基的替换．

（5）基因工程最后一步是目的基因的检测与鉴定，从分子水平检测的方法有抗原—抗体杂交．

【考点定位】 蛋白质工程；制备和应用固相化酶；基因工程的原理及技术

【名师点睛】分析题图：图示为提高葡萄糖异构酶热稳定性的过程．在确定第138位甘氨酸为目标氨基酸后，对葡萄糖异构酶基因进行体外定点诱变，以脯氨酸138替代甘氨酸138，含突变体的重组质粒在大肠杆菌中表达，结果突变型葡萄糖异构酶比野生型的最适反应温度提高10～12℃，酶的热稳定性得到了提高．