纤维素酶的基因克隆研究进展

2020北京市高考生物卷（高清版）-、选择题（等小题2分，共30分）1.在口腔上皮细胞中，大量合成ATP的细胞器是（）A.溶酶体B.线粒体C.内质网D.高尔基体2.蛋白质和DNA是两类重要的生物大分子，下列对两者共性的概•括不正确的是（）A.组成元素含有C、H、0、NB.由相应的基本结构单位构成C.具有相同的空间结构D.体内合成时需要模板、能量和酶3.丰富多彩的生物世界具有高度的统一性。

以下对于原核细胞和真核细胞统一性的表述，不正确的是（）A.细胞膜的基本结构是脂双层B.DNA是它们的遗传物质C.在核糖体上合成蛋白质D.通过有丝分裂进行细胞增殖4.用新鲜制备的含过我化氢酶的马铃薯悬液进行分解H0的实验，两组实验结果如图。

第1组曲线是在pH=7.0,20'C条件下，向5mL%的HQ溶液中加入0.5mL酶悬液的结果，与第1组相比，第2组实龄只做了一个改变。

第2组实验提高了（）反应时间A.悬液中酶的浓度B.H0溶液的浓度C.反应体系的温度D.反应体系的pH5.为探完干旱对根尖细胞有丝分裂的影响，用聚乙二醇溶液模拟干旱条件，处理白刺花的根尖，制片（压片法）后用显微镜观察染色体变异（崎变）的情况，细胞图像如图。

相关叙述正确的是（）也.处笆体片段A.制片需经龙胆紫染色T漂洗T盐酸解离等步骤B.直控使用高信物镜寻找分生区细胞来睨察染色体C.染色体的形态表明该细胞正处于细胞分裂的间期D.观察结果表明该细胞染色体发生了变异（畸变）6.甲型血友病（HA）是由位于X染色体上的A基因突变为a所致。

下列关于HA的叙述不正确的是（）A.HA是一种伴性遗传病B.HA患者中男性多于女性C.XX个体不是HA患者D.%患者的女儿一定患HA7.如图是炸性噌乳动物体内处于分裂某时期的一个细胞的染色体示意图。

相关叙述不正确的是（）A.该个体的基因型为AaBbDdB.该细胞正在进行减数分裂C.该细胞分裂完成后只产生2种基因型的精子a和D、d基因的遗传遵循自由组合定律8. 食欲肽是下丘脑中某些神经元释放的神经递质，它作用于宣醒中枢的神 经元，使人保持清醒状态。

康普茶细菌纤维素的形成途径及其在高效利用茶叶废弃资源中的应用综述目录1. 内容概括 (3)1.1 研究的背景和意义 (3)1.2 茶叶废弃资源的特点和经济价值 (4)1.3 细菌纤维素的性质和应用 (5)1.4 研究的现状和存在的问题 (7)2. 细菌纤维素的形成途径 (8)2.1 细菌纤维素合成的基因调控 (9)2.2 β-1, 3-葡聚糖合成途径 (10)2.3 分支杆菌纤维素合成途径 (11)2.4 其他微生物纤维素合成途径 (12)2.5 细菌纤维素合成的酶学机理 (14)3. 茶叶废弃资源的特点和组成 (15)3.1 茶叶修剪和栽培过程中的废弃物 (16)3.2 茶叶加工过程中的副产物 (17)3.3 茶叶废弃资源的主要成分和营养价值 (19)4. 细菌纤维素在茶叶废弃资源中的应用 (19)4.1 废水处理 (21)4.1.1 水资源保护的重要性 (22)4.1.2 细菌纤维素的应用实例 (23)4.2 土壤改良 (24)4.2.1 土壤健康的概念和需求 (25)4.2.2 细菌纤维素对土壤的影响 (26)4.3 生物降解塑料和材料 (27)4.3.1 塑料污染的全球问题 (28)4.3.2 细菌纤维素材料的应用价值 (29)4.4 农药和肥料替代品 (30)4.4.1 绿色农业的发展趋势 (32)4.4.2 细菌纤维素作为农业生产添加剂的可能性 (34)5. 实施与技术开发 (35)5.1 微生物菌株的选择和优化 (36)5.2 发酵条件的控制和管理 (38)5.3 产品分离、纯化和后处理 (39)5.4 质量控制和标准化 (40)6. 经济效益分析 (41)6.1 成本效益评估 (42)6.2 潜在市场和需求预测 (43)6.3 政策支持和可持续性发展 (44)7. 环境影响评估 (45)7.1 能源消耗和温室气体排放 (46)7.2 环境友好性评价 (47)7.3 生态平衡和可持续发展战略 (48)8. 示范项目和案例研究 (49)8.1 国内外典型案例分析 (51)8.2 可推广的经验和教训 (52)8.3 未来发展的方向和策略 (53)9. 结论与展望 (54)9.1 研究成果总结 (55)9.2 存在的问题和不足 (57)9.3 技术创新和产业化发展的建议 (58)1. 内容概括本综述聚焦于康普茶（Kombucha），一种发酵茶饮，其发酵过程中的主要副产物是一种由糖醋杆菌属（Gluconacetobacter spp.）等微生物合成的三维多糖，即细菌纤维素。

文章编号:10052927X(2004)0420052205甘蔗渣的酶降解研究进展黄祖新1,陈由强1,陈如凯2(1.福建师范大学生物工程学院,福建福州350007;2.农业部甘蔗生理生态与遗传改良重点开发实验室,福建福州350007)摘要:鉴于能源、环境、再生资源利用等问题,对蔗渣的开发利用势必可行。

本文介绍蔗渣成分及结构,蔗渣预处理、酶解糖化以及蔗渣酶解糖化高效方法的研究进展。

关键词:蔗渣;酶解;糖化;纤维素酶中图分类号:S566.1 文献标识码:A甘蔗是光合能力最强的C4作物,也是人类迄今所栽培的生物量最高的大田作物。

甘蔗可作为燃料酒精的生物原料。

甘蔗汁含有的糖分可以用于发酵酒精,但甘蔗提取蔗汁后留下大量纤维性废渣即蔗渣,一般甘蔗的干蔗渣产率为11.5%-13%。

我国2001年甘蔗种植面积约120万hm2,甘蔗榨汁制糖后可得干蔗渣约900万t。

目前蔗渣有利用价值的部分是制纸浆,而大多数蔗渣作为燃料烧掉。

如果以含纤维素的蔗渣酶解发酵转化为燃料酒精,对提高甘蔗的全生物量利用率,具有非常重大的意义。

1　蔗渣的成分及结构经过烘干的干蔗渣成分如表1所示。

蔗渣的组成化合物以纤维素、半纤维素、木质素为主,淀粉和可溶性糖含量较少。

表1　干蔗渣成分成分干重损失粗蛋白糖醛酸纤维素半纤维素淀粉木质素灰分可溶性糖%5.73.83.335.420.61.518.68.32.8 1.1　纤维素纤维素的结构式为(C6H10O5)n H2O,葡萄糖基由Β21,4糖苷键结合而成链状高分子化合物。

蔗渣纤维素大多数属于植物的次生壁一类纤维素分子,其平均聚合度约为1000左右,其中大约30-100个纤维素分子在氢键作用下,形成结晶的或类结晶的微纤丝。

微纤丝的结晶部分是由纤维素分子整齐规则地折叠排列,在微纤丝的结晶部分里,葡萄糖分子的羟基在分子内部或分子外部的氢离子相结合,没有游离的羟基存在而具有牢固的结晶构造。

因此,纤维素结晶部分比较难分解。

里氏木霉纤维二糖水解酶基因cbh1的分子改造陈小玲;张穗生;黄俊;雷富;陈东【摘要】[目的]用分子改造的方法改造里氏木霉(Trichoderma reesei的纤维二糖水解酶基因cbh1,提高其纤维素酶活力,为工业化生产纤维素酶提供参考.[方法]用DNaseI消化里氏木霉cbh1,回收100 bp左右的片段后用T4 DNA连接酶连接,以连接产物作为模板进行PCR扩增,将PCR改造的cbh1基因转化里氏木霉原生质体,使改造的cbh1基因与里氏木霉原有的cbh1基因发生同源重组.通过比较滤纸酶活力的方法筛选纤维素酶活力提高的突变菌株,在NCBI上比对分析突变菌株的cbh1序列.[结果]经克隆测序获得基因片段大小为637 bp,与里氏木霉同属菌株cbh1基因的相似性在88‰98％,确定为里氏木霉cbh1的基因片段.经DNaseI消化15 min、T4 DNA连接酶连接、经PCR扩增获得改造后的cbh1基因.将改造cbh1基因片段转化里氏木霉原生质体,得到cbh1基因突变体库.从cbh1基因突变体库中筛选获得1株纤维素酶滤纸酶活比出发菌株高1.7518倍的突变菌株E2-1.序列比对分析发现,与出发菌株相比,突变菌株E2-1的cbh1基因有14个碱基发生了突变,其中5个碱基为置换突变,8个碱基为缺失突变,1个碱基为插入突变,分布于cbh1基因的9个位置.[结论]改造后的cbhl因能与里氏木霉的染色体DNA发生同源重组,进而提高突变菌株的纤维素滤纸酶活力.【期刊名称】《南方农业学报》【年(卷),期】2014(045)010【总页数】5页(P1739-1743)【关键词】里氏木霉;纤维素酶;纤维二糖水解酶基因;分子改造;碱基突变【作者】陈小玲;张穗生;黄俊;雷富;陈东【作者单位】广西科学院非粮生物质酶解国家重点实验室/国家非粮生物质能源工程技术研究中心/广西生物质炼制重点实验室,南宁530007;广西科学院非粮生物质酶解国家重点实验室/国家非粮生物质能源工程技术研究中心/广西生物质炼制重点实验室,南宁530007;广西科学院非粮生物质酶解国家重点实验室/国家非粮生物质能源工程技术研究中心/广西生物质炼制重点实验室,南宁530007;广西科学院广西近海海洋环境科学重点实验室,南宁530007;广西科学院非粮生物质酶解国家重点实验室/国家非粮生物质能源工程技术研究中心/广西生物质炼制重点实验室,南宁530007【正文语种】中文【中图分类】Q7850 引言【研究意义】地球上每年光合作用的产物主要为植物枝、干、叶等木质纤维素类物质，产量高达1500多亿t。

未培养微生物研究进展摘要未培养微生物主要是一种现在不能人工培样得到的微生物，由于现在的检测手段相对来说比培养手段要先进，所以研究未培养微生物体现除了巨大的研究前景，本文主要从未培养微生物的研究手段，主要的研究方向进行简述。

关键词未培养微生物培养分子生物学技术1、未培养微生物的定义未培养微生物( uncultured microorganisms)最早先是由Colwell在1982年提出的，后来Stackebrandt等将那些利用分子生物学技术能够检测到, 但还不能获得纯培养的微生物定义为（至今未培养微生物as yet uncultured microorganisms) 其定义包括那些可获得纯培养, 但在环境因子的胁迫下不能生长、处于休眠状态下的微生物。

迄今可培养的微生物仅约占自然界存在微生物的1. 0% 或更少，但是蕴藏于这类微生物中蕴藏大量的可供人类开发利用的生物资源。

并且这一类微生物在自然环境中所占的比例很高。

大部分未培养微生物存在于有机物贫乏的极端环境中，如远洋、深海、贫瘠土壤等。

未培养微生物广泛存在于各个自然环境中，在各种极端环境中尤为丰富，在生态系统、物种、一串等三个方面都表现出了极其丰富的多样性。

也表明未培养微生物有着巨大的开发研究前景。

对于未培养微生物主要是基于两个方面想进行的，纯培养分离技术与基于分子生物学技术的一些手段。

传统的主要是运用培养技术，由于其分离技术的限制局限性比较大，所以还多的人注重于分子生物学手段。

2、通过纯培养分离技术研究未培养微生物纯培养分离技术为微生物研究的重要手段之一。

各种新型的分离培养方法的出现，使得越来越多的不可培养微生物被分离出来。

对于未培养微生物进行的可培养研究主要是基于原位仿生境培养、限制性培养、单细胞微操作等。

原位仿生境培养就是在人工培养条件下，讲卫生物质与特殊的载体上，利用其代谢产物及信号分子可自由扩散而相互利用，从而可以得到类似于原先的自然生态环境状态，使微生物的生存环境与在自然状态下类似，从而将尽可能多的不可培养微生物转变成可培养的微生物。

半纤维素酶纺织服装学院轻化摘要：In this paper, the biological degumming and biological pulping of the three major enzymes, namely the pectinase hemicellulase (mannase xylanase) and lignin degradation enzyme has carried on the comprehensive summary of = on its application prospect is also comments关键词：hemicellulase ramie degumming mannase0 前言本质而言，纺织工业中的麻类生物脱胶与造纸工业中的生物制浆并无二致。

二者都是依靠微生物降解植物纤维原料中的果胶、半纤维素及木质素，使其分散成满足纺织工业和造纸工业不同要求的束纤维或单纤维的过程麻类生物脱胶的关键酶类主要为果胶酶和半纤维素酶，木质素降解酶所起的作用并不重要，而生物制浆所需的关键酶类主要为半纤维素酶和木质素降解酶，果胶酶所起的作用并不重要。

由于不同麻类半纤维素结构和成分不同，因此，麻类生物脱胶所需的半纤维素酶也相应不同。

例如，红麻和黄麻的半纤维素成分主要为木聚糖，故所需的半纤维素酶为木聚糖酶，而苎麻的半纤维素主要为甘露聚糖，因此其生物脱胶过程中所需要的半纤维素酶主要为甘露聚糖酶。

半纤维素是植物细胞壁的重要组成部分,约占植物干重的 35%,在自然界中含量仅次于纤维素。

与纤维素相比,半纤维素成分复杂,包括木聚糖、甘露聚糖和半乳聚糖等,其结构与组成已有详细报道。

半纤维素的复杂结构决定了半纤维素的降解需要多种酶的协同作用,此外,半纤维素酶产生菌一般也都产生纤维素酶,即同时分泌两类酶的混合物,这样应用传统的微生物学和生物化学方法研究半纤维素酶就遇到了许多困难,而分子生物学方法的发展则为深人研究及解决这些问题提供了新的途径。

项目名称：木质纤维素资源高效生物降解转化中的关键科学问题研究首席科学家：曲音波山东大学起止年限：2011.1至2015.8依托部门：教育部山东省科技厅二、预期目标总体目标：提出3-5套新的木质纤维素类生物质生物转化液体燃料和化学品的生物炼制技术方案，培养一支高水平的基础研究和技术开发队伍，最终为在我国建立大规模利用木质纤维素资源转化液体燃料和大宗化学品的新型工业体系，实现社会经济可持续发展提供理论与技术基础。

五年预期目标：1）通过阐述植物生物质抗生物降解的组成和结构特征，建立起改造纤维生物质组成和结构以提高降解效率的理论体系；解析预处理技术对提高纤维生物质降解性的结构基础，提出高效、经济和实用的预处理技术方案；2）研究微生物对天然或预处理后底物的降解机理，特别是纤维素解聚机理、去结晶化途径以及提高纤维素酶的持续化降解能力的途径等，探讨采用现代系统生物技术，从复杂纤维质降解多酶体系中，筛选和发现新的高效、耐逆、适合工业要求的纤维质降解酶类；为降解不同的木质纤维素资源研制出低成本且高效的复合酶系；3）选育适于转化纤维质糖分为平台化合物的微生物，研究其代谢调控机理与机制，指导构建高效代谢工程菌，研究定向转化平台化合物的过程及相关产品的利用途径；进而通过对预处理、产酶、酶解和发酵的反应动力学、工程学和方法论的研究，将预处理技术、生物反应与分离过程耦合起来，提出新的生物炼制技术方案。

4）从木质纤维素生物降解转化角度，构建纤维素降解和糖转化利用的数据库，其中包括木质纤维素原料组成与结构特征、纤维素降解微生物类群与特性、纤维素酶、半纤维素酶和木素酶及复合酶系，新型糖代谢的功能微生物等，建立专门的信息共享平台和网站，为实现大规模降解转化木质纤维素资源提供理论、技术和信息支撑。

五年的可考核指标:提出2-3种新的高效、低能耗、少抑制物的预处理方案；筛选到5-10种新的关键酶或非酶降解因子，构建出高效的纤维素降解酶系，使酶解转化率大于90%；使吨乙醇用酶成本从2000元以上降到800元以下；构建出能全糖共利用、表达纤维降解相关酶组分的统合生物加工工程菌株3-5株，发酵性能达到国际先进水平；综合前述进展，设计出多技术集成、全组分利用、多产品选择、经济上有竞争力的木质纤维素生物炼制技术路线3-5条；发表相关研究论文200篇以上，包括SCI影响因子超过5的论文5-10篇，总影响因子超过300；三、研究方案1）学术思路：以研究植物木质纤维素类生物质对生物降解的抗性屏障及其破解之道为核心，深入研究微生物的多种多样的降解天然纤维的策略，探索人类干预生物降解过程，认识降解产物的复杂性，提高其降解转化效率，实现全部降解糖类的代谢转化，使之转而为人类可持续发展服务的可能途径。