Question

【題目】纖維素分子不能進(jìn)入酵母細(xì)胞，為了使酵母菌能夠利用環(huán)境中的纖維素為原料生產(chǎn)酒精，構(gòu)建了含3種不同基因片段的重組質(zhì)粒，下面是酵母菌轉(zhuǎn)化及纖維素酶在工程菌內(nèi)合成與運(yùn)輸?shù)氖疽鈭D。

據(jù)圖回答：

（1）本研究構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)可供選用的限制酶如下，其識(shí)別序列如下圖，為防止酶切片段的自身環(huán)接，可選用的限制酶組合是___________或__________。

A.①② B.①③ C.②④ D.③④

（2）設(shè)置菌株Ⅰ為對(duì)照，是為了驗(yàn)證__________________________不攜帶纖維素酶基因。

（3）纖維素酶基因的表達(dá)包括__________和__________過(guò)程，與菌株Ⅱ相比，在菌株Ⅲ、Ⅳ中參與纖維素酶合成和分泌的細(xì)胞器還有______________________________。

（4）在以纖維素為唯一C源的培養(yǎng)基上分別培養(yǎng)菌株Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，菌株_____不能存活，原因是________。

（5）酵母菌生產(chǎn)酒精的細(xì)胞部位是___________，產(chǎn)生酒精時(shí)細(xì)胞的呼吸方式是___________，在利用纖維素生產(chǎn)酒精時(shí)，菌株Ⅳ更具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)閷?dǎo)入的中重組質(zhì)粒含有____________。使分泌的纖維素酶固定于細(xì)胞壁，減少因培養(yǎng)液更新二造成的酶的流失，提高酶的利用率。

Answer 1

【答案】 B (或C) C (或B) 質(zhì)粒DNA和酵母菌基因組 轉(zhuǎn)錄 翻譯 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體 II 缺少信號(hào)肽編碼序列，合成的纖維素酶不能分泌到胞外，細(xì)胞無(wú)可利用的碳源 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 無(wú)氧呼吸 A基因片段

【解析】試題分析：本題考查基因工程、分泌蛋白的合成與分泌及微生物的培養(yǎng)等相關(guān)知識(shí)，要求學(xué)生識(shí)記基因工程的原理、操作工具及操作步驟等，掌握各步驟中的相關(guān)細(xì)節(jié)，能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確判斷各選項(xiàng)。基因工程技術(shù)的基本步驟：（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因—DNA分子雜交技術(shù)；②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA—分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)—抗原-抗體雜交技術(shù)。個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）為防止酶切片段的自身連接，選用的限制酶組合產(chǎn)生的黏性末端應(yīng)不同，而限制酶①②產(chǎn)生的黏性末端相同，限制酶③④產(chǎn)生的黏性末端也相同，因此可選用的限制酶組合為①③或②④（①④或②③）。故選：B（或C）或C（或B）。

（2）菌株Ⅰ不能合成纖維素酶，說(shuō)明質(zhì)粒DNA和酵母菌基因組不攜帶纖維素酶基因。

（3）基因表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程。菌株Ⅱ的纖維素酶不能分泌到細(xì)胞外，而菌株Ⅲ的纖維素酶分泌到細(xì)胞外，菌株Ⅳ的纖維素酶分布在細(xì)胞壁上，說(shuō)明菌株III、IV產(chǎn)生的纖維素酶是分泌蛋白，因此與菌株Ⅱ相比，在菌株Ⅲ、Ⅳ中參與纖維素酶合成和分泌的細(xì)胞器還有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體。

（4）在以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基上菌株Ⅱ不能存活，原因是菌株Ⅱ缺少信號(hào)肽編碼序列，合成的纖維素酶不能分泌到細(xì)胞外，細(xì)胞無(wú)可利用的碳源。

（5）酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳，酵母菌生成酒精的部位是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。由于菌株Ⅳ導(dǎo)入的重組質(zhì)粒含有A基因片段，使分泌的纖維素酶固定于細(xì)胞壁，酶不會(huì)因培養(yǎng)液的更新而流失，因此在利用纖維素生產(chǎn)酒精時(shí)，菌株Ⅳ更具優(yōu)勢(shì)。