Question

【題目】閱讀下面的材料，完成（1）~（4）題。

大腸桿菌能夠從“肉食者”變?yōu)椤八厥痴摺眴幔?/span>

在《細胞》雜志上，以色列科學(xué)家發(fā)表了一篇文章，講述利用合成生物學(xué)方法制造“吃”CO2的大腸桿菌，從而改變了大腸桿菌的代謝類型。

要從根本上改變大腸桿菌的代謝類型，需要許多相關(guān)基因的改變，是個很復(fù)雜和漫長的過程�？茖W(xué)家先引入一條固定CO2的途徑讓大腸桿菌“吃掉”CO2，并從中獲得能量。該途徑主要是讓CO2和一種一碳化合物（甲酸鹽）進行反應(yīng)來生產(chǎn)有機物，具體途徑見下圖。

但是大腸桿菌并不喜歡這條通路，研究人員又利用自然選擇的力量來促進大腸桿菌接受這條新的代謝途徑。200多天后，大腸桿菌接受了新的生活方式。350天后，選擇下來的大腸桿菌完全接受了暫新的命運。通過測序結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些細菌體內(nèi)發(fā)生了至少11個新的基因突變，讓他們能夠適應(yīng)自養(yǎng)的生活方式。

此研究的目標是為了加大對CO2的固定，有望解決食物和能源的可持續(xù)生產(chǎn)問題。這一改造使得大腸桿菌的碳源從有機碳源變?yōu)?/span>CO2，是目標達成的重要一步。遺憾的是，目前的結(jié)果不很盡人意，采取新生活方式的大腸桿菌產(chǎn)生的CO2要比消耗的更多。看樣想要利用大腸桿菌為人類服務(wù)是一件任重道遠的事情。

（1）大腸桿菌是一種單細胞________生物，它進行有氧呼吸的場所是________，它的代謝類型是________。

（2）寫出改造后的大腸桿菌與藍藻在同化作用上的不同。________

（3）推測研究人員篩選以最終獲取“吃”CO2大腸桿菌的思路。________

（4）上述實驗結(jié)果是否能夠解決溫室效應(yīng)問題？請闡述原因。________

Answer 1

【答案】原核 細胞膜和細胞溶膠 異養(yǎng)兼性厭氧型 大腸桿菌利用有氧呼吸產(chǎn)生的ATP和[H]以及甲酸鹽相關(guān)反應(yīng)產(chǎn)生的[H]，將CO2合成有機物；藍藻利用光能將CO2合成有機物。 用逐漸降低有機碳源而增加CO2和甲酸鹽為碳源的選擇培養(yǎng)基來篩選大腸桿菌 沒有，因為改造后的大腸桿菌產(chǎn)生的CO2比消耗的更多，不能降低大氣中的CO2

【解析】

大腸桿菌屬于原核生物，原核細胞中只存在核糖體這個細胞器，大腸桿菌可以進行有氧呼吸。

藍藻屬于原核生物，其細胞內(nèi)含藻藍素和葉綠素，是能進行光合作用的自養(yǎng)生物，但是沒有葉綠體。

（1）大腸桿菌是一種單細胞原核生物，沒有線粒體，大腸桿菌有氧呼吸全部過程在細胞膜和細胞溶膠，它的代謝類型是異養(yǎng)兼性厭氧型。

（2）通過閱讀全文可知，大腸桿菌利用有氧呼吸產(chǎn)生的ATP和[H]以及甲酸鹽相關(guān)反應(yīng)產(chǎn)生的[H]，將CO2合成有機物；藍藻利用光能將CO2合成有機物。

（3）研究人員篩選以最終獲取“吃”CO2大腸桿菌的思路是：用逐漸降低有機碳源而增加CO2和甲酸鹽為碳源的選擇培養(yǎng)基來篩選大腸桿菌。

（4）上述實驗結(jié)果不能夠解決溫室效應(yīng)問題，因為改造后的大腸桿菌產(chǎn)生的CO2比消耗的更多，不能降低大氣中的CO2。