Question

13．纖維素分子不能進入酵母細胞，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，如圖所示是酵母菌轉(zhuǎn)化及纖維素酶在工程菌內(nèi)合成與運輸?shù)氖疽鈭D．

請回答問題：
（1）纖維素酶基因的表達包括轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，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胞器還有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體．
（2）本研究構(gòu)建重組質(zhì)粒時可選用四種限制酶，其識別序列如圖，為防止酶切片段的自身環(huán)接，可選用的限制酶組合是B．
A．①②B．②④C．③④

（3）設置菌株Ⅰ為對照，是為了驗證質(zhì)粒和酵母菌不攜帶纖維素酶基因．
（4）在以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基上分別培養(yǎng)菌株Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，菌株Ⅱ不能存活，原因是菌株Ⅱ缺少信號肽編碼序列，合成的纖維素酶不能分泌到細胞外，細胞并能利用纖維素．
（5）在利用纖維素生產(chǎn)酒精時，菌株W更具有優(yōu)勢，因為導入中的重組質(zhì)粒含有A基因片段，使分泌的纖維素酶固定于細胞壁，減少因培養(yǎng)液更新造成的酶的流失，提高酶的利用率．

Answer 1

分析 基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成．
（2）基因表達載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等．
（3）將目的基因?qū)�入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法．
（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(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檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)．個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答 解：（1）基因的表達包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個步驟；菌株Ⅱ的纖維素酶不能分泌到細胞外，而菌株Ⅲ的纖維素酶分泌到細胞外，菌株Ⅳ的纖維素酶分布在細胞壁上，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胞器還有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體．
（2）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．
（3）菌株Ⅰ不能合成纖維素酶，說明質(zhì)粒DNA和酵母菌基因組不攜帶纖維素酶基因．
（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缺少信號肽編碼序列，合成的纖維素酶不能分泌到細胞外，細胞無可利用的碳源．
（5）由于菌株Ⅳ導入的重組質(zhì)粒含有A基因片段，使分泌的纖維素酶固定于細胞壁，酶不會因培養(yǎng)液的更新而流失，因此在利用纖維素生產(chǎn)酒精時，菌株Ⅳ更具優(yōu)勢．
故答案為：
（1）轉(zhuǎn)錄     翻譯     內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體
（2）B
（3）質(zhì)粒和酵母菌
（4）Ⅱ菌株Ⅱ缺少信號肽編碼序列，合成的纖維素酶不能分泌到細胞外，細胞并能利用纖維素
（5）A基因片段

點評 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)等相關知識，要求考生識記基因工程的原理、操作工具及操作步驟等，掌握各步驟中的相關細節(jié)，能結(jié)合所學的知識準確分析各小題．