1. 温度是影响微生物生长的重要因素, 科研人员应用基因工程以实现通过温度控制工程菌合成所需物质。
(1) 大肠杆菌是一种常见的微生物, 常被改造为基因工程菌, 其原因包括(写出2点)。
(2) 为实现温度控制蛋白质合成, 科研人员设计了方案1, 构建表达载体(见图1), 将其导入大肠杆菌, 获得转基因工程菌。大肠杆菌在30℃和37℃均可生长和繁殖, 当培养温度为30℃时,C基因编码的C蛋白形成二聚体,, 因而大肠杆菌表达荧光蛋白。

(3) 为更精准调控荧光蛋白表达, 将上述表达载体改造为方案 2中的载体(见图2)。与方案1相比, 方案2的主要优势是

(4) 为检测方案2, 科研人员将该方案中的工程菌稀释涂布在固体培养基上, 形成单菌落,培养温度周期控制见图3.依据方案2, 每个菌落生长2天后可出现4个不同的荧光环带,请预测图4所示菌落每个环带的工程菌中荧光蛋白表达情况, 在下面表格中按时间顺序,依次写出所表达荧光蛋白的颜色

菌落环带

1

2

3

4

所表达荧光蛋白的颜色


绿、红、绿



(5) 聚羟基脂肪酸酯(PHA) 常用于制备可降解的塑料包装材料。PHA是一种生物大分子,可由单体分子3HB 和4HB 随机聚合, 或通过分段聚合形成嵌段共聚物(见图5), 其中嵌段共聚物性能更优。共聚物的合成过程如图5.请完善以下表格, 通过改造方案 2 以实现应用工程菌大规模生产优质 PHA(不考虑各种酶在不同温度下的活性差异)。

操作

目的

对方案 2表达载体的改造为:

将构建好的表达载体导入大肠杆菌, 获得工程菌。

获得可以合成PHA的工程菌。

以葡萄糖为原料配置培养基, 灭菌后加入上述工程菌。

配制培养基、接种。

控制发酵条件:

发酵48 小时, 获得3HB 比例为25%的嵌段共聚物。

【考点】
微生物的分离和培养; 基因工程的应用; 基因工程的操作程序(详细);
【答案】

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