異丁醇具有燃值高、能量密度高等優(yōu)點,其開發(fā)和利用對優(yōu)化我國能源結構和保護環(huán)境有非常重要的戰(zhàn)略意義?;卺劸平湍傅陌l(fā)酵途徑(圖甲)和圖乙的質粒,研究者構建了一種表達載體pUC18,用于過表達ILV2、ILV5、ILV3、AR010基因,以實現(xiàn)異丁醇的大規(guī)模生產。已知氨芐青霉素能抑制細菌細胞壁的形成。據(jù)此回答下列問題:
(1)圖乙質粒上有多個限制酶切位點,作用是
便于插入多種外源基因
便于插入多種外源基因
。研究人員先用pUC18轉化經 Ca2+處理
Ca2+處理
(處理方法)的大腸桿菌,以便篩選、鑒定擴增重組質粒。重組質粒上有 原核生物的復制原點
原核生物的復制原點
,所以能在大腸桿菌中擴增。
(2)將環(huán)狀載體pUC18導入釀酒酵母時,一般會將其進行酶切得到線性化載體,隨后再將其導入受體細胞。根據(jù)所學的知識推測酶切得到線性化載體的目的是 線性化載體能整合到釀酒酵母染色體DNA,從而能更穩(wěn)定存在并發(fā)揮功能
線性化載體能整合到釀酒酵母染色體DNA,從而能更穩(wěn)定存在并發(fā)揮功能
。
(3)提取成功構建的表達載體并導入不能合成組氨酸的釀酒酵母菌株,將菌株接種在培養(yǎng)基中以獲得單菌落,該過程稱為微生物的 選擇
選擇
培養(yǎng)。培養(yǎng)基中需要添加的物質有 c
c
。
(用下列字母填寫:a.組氨酸、b.氨芐青霉素、c瓊脂)。
(4)異丁醇的大量積累會傷害細胞,研究人員給該工程菌導入一個經改造的光敏蛋白基因,使工程菌對特定的藍光敏感。進行不同的光照處理,使其在異丁酵產生階段和生長繁殖階段進行切換,結果如下圖丙所示。
注:5/10/20h pulse分別代表在黑暗條件下每隔5、10、20h發(fā)出15s和65s的藍光脈沖30min
①對照組的酵母菌需要導入 不含光敏蛋白基因的空載體
不含光敏蛋白基因的空載體
。
②以葡萄糖為碳源,利用該轉基因釀酒酵母進行發(fā)酵時,若想進一步提高其異丁醇產量,
綜合圖甲和圖乙信息,分別寫出進一步優(yōu)化菌株和工藝的措施(各一點) 敲除該工程菌的ADHs和ALDs基因,在黑暗條件下每隔10h發(fā)出15s和65s的藍光脈沖30min
敲除該工程菌的ADHs和ALDs基因,在黑暗條件下每隔10h發(fā)出15s和65s的藍光脈沖30min
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