Question

【題目】回答下列（一）、（二）小題：

（一）乳糖酶催化水解乳糖產(chǎn)生半乳糖和葡萄糖，解決了醫(yī)學(xué)上的乳糖不耐癥，同時(shí)還能將生成的低聚半乳糖廣泛應(yīng)用于食品加工領(lǐng)域。乳糖酶大部分來自酵母菌的發(fā)酵，某實(shí)驗(yàn)

室開展了高產(chǎn)乳糖酶酵母菌的篩選、酶的固定化及其特性的研究。請(qǐng)回答下列問題：

（1）已知X-gal在乳糖酶的催化下會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色產(chǎn)物,在初篩高產(chǎn)乳糖酶菌株時(shí)，先對(duì)菌株進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，然后采用_______法將菌液涂布接種在_______與蔗糖以1 : 1配比為碳源的平板培養(yǎng)基上，并在培養(yǎng)基表面涂勻無色化合物X-gal溶液進(jìn)行鑒定，經(jīng)培養(yǎng)后，挑選_______較大的單菌落作為初篩高產(chǎn)菌株。

（2）將初篩高產(chǎn)菌株分別接種于液體培養(yǎng)基中，于30°C、140轉(zhuǎn)/min_______36 h。取少量發(fā)酵液低溫離心后收集發(fā)酵上清液，以及將沉淀中菌體進(jìn)行超聲波、_______、_______處理使酶釋放出來，經(jīng)離心后收集菌體破壁上清液，測(cè)定兩種上清液的酶活力并比較，篩選出活力高的菌株。

（3）將制備的乳糖酶粗液進(jìn)行分離純化，然后進(jìn)行乳糖酶的固定化，磁性殼聚糖微球是一種新型高分子材料，它表面的氨基可以與蛋白質(zhì)分子的羧基反應(yīng)生成肽鍵，從而將蛋白質(zhì)分子固定，因此利用它固定酶的方法是（____________）。

A.包埋法 B.吸附法 C.共價(jià)偶聯(lián)法 D.交聯(lián)法

（4）將固定化乳糖酶裝柱后建立固定化酶反應(yīng)器，下列各項(xiàng)對(duì)固定化酶反應(yīng)器連續(xù)生產(chǎn)影響最小的因素是（____________）。

A.反應(yīng)液的溶氧量 B固定化酶的活性 C.固定化酶柱的長(zhǎng)度 D.反應(yīng)液的流速

（二）回答與基因工程和植物克隆有關(guān)的問題：

（1）利用基因克隆技術(shù)從野生稻中克隆得到抗白葉枯病基因并轉(zhuǎn)入水稻細(xì)胞，首先通過構(gòu)建野生稻的_______，從中獲得目的基因。常利用_______法將重組載體轉(zhuǎn)入普通水稻細(xì)胞。鎘污染影響水稻品質(zhì)，若要獲得去鎘水稻親代，可采用_______技術(shù)。

（2）在擴(kuò)增目的基因時(shí)，可利用_______技術(shù)，也可以_______。

（3）該水稻品系的培養(yǎng)細(xì)胞所誘導(dǎo)出的再生植株，在多次_______后，會(huì)喪失全能性的表達(dá)能力。在長(zhǎng)期培養(yǎng)中，培養(yǎng)物的胚胎發(fā)生和形態(tài)建成能力下降的原因不可能是（____________）。

A.染色體畸變 B.細(xì)胞核變異或非整倍體產(chǎn)生

C.激素平衡被打破、敏感性改變 D.成胚性的細(xì)胞系的產(chǎn)生

Answer 1

【答案】涂布分離 乳糖 藍(lán)色區(qū)域 振蕩培養(yǎng) 酶解 冷凍研磨 C A 基因文庫 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 基因敲除 PCR擴(kuò)增 將重組載體轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞（例:細(xì)菌），通過宿主細(xì)胞的無性繁殖使其擴(kuò)增 繼代培養(yǎng) D

【解析】

X-gal是無色化合物，X-gal在乳糖酶的催化下會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色產(chǎn)物，藍(lán)色區(qū)域越大，說明乳糖酶活性越高，或者產(chǎn)生的乳糖酶越多。

基因工程的操作步驟：獲取目的基因，構(gòu)建基因表達(dá)載體，把目的基因?qū)�入受體細(xì)胞，目的基因的檢測(cè)和鑒定。

（一）（1）在初篩高產(chǎn)乳糖酶菌株時(shí)，可以用涂布分離法將菌液涂布接種在乳糖與蔗糖以1 : 1配比為碳源的平板培養(yǎng)基上，并在培養(yǎng)基表面涂勻無色化合物X-gal溶液進(jìn)行鑒定，由于X-gal在乳糖酶的催化下會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色產(chǎn)物，藍(lán)色區(qū)域越大說明菌落產(chǎn)生乳糖酶的能力越強(qiáng)，故挑選藍(lán)色區(qū)域較大的單菌落作為初篩高產(chǎn)菌株。

（2）將初篩高產(chǎn)菌株接種于液體培養(yǎng)基中振蕩培養(yǎng)36 h。將沉淀中菌體進(jìn)行超聲波、酶解、冷凍研磨處理使酶釋放出來，經(jīng)離心后收集菌體破壁上清液，測(cè)定兩種上清液的酶活力并比較，篩選出活力高的菌株。

（3）磁性殼聚糖微球表面的氨基可以與蛋白質(zhì)分子的羧基反應(yīng)生成肽鍵（共價(jià)鍵），從而將蛋白質(zhì)分子固定，該方法是利用載體表面的活性功能基團(tuán)與酶分子上的非必需基團(tuán)形成化學(xué)共價(jià)鍵，從而實(shí)現(xiàn)不可逆結(jié)合的酶固定方法，屬于共價(jià)偶聯(lián)法。綜上所述，ABD不符合題意，C符合題意。故選C。

（4）固定化酶的活性、固定化酶柱的長(zhǎng)度、反應(yīng)液的流速均會(huì)影響到固定化酶反應(yīng)器連續(xù)生產(chǎn)，反應(yīng)液的溶氧量幾乎不影響固定化酶反應(yīng)器的連續(xù)生產(chǎn)，故選A。

（二）（1）利用基因克隆技術(shù)從野生稻中克隆得到抗白葉枯病基因并轉(zhuǎn)入水稻細(xì)胞，首先通過構(gòu)建野生稻的基因文庫，從中獲得目的基因。把目的基因?qū)�入水稻�?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，可以通過基因敲除獲得去鎘水稻親代。

（2）可以采用PCR體外擴(kuò)增目的基因，也可以將重組載體轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞（例:細(xì)菌），通過宿主細(xì)胞的無性繁殖使其擴(kuò)增。

（3）該水稻品系的培養(yǎng)細(xì)胞所誘導(dǎo)出的再生植株，在多次繼代培養(yǎng)后，會(huì)喪失全能性的表達(dá)能力。植物組織培養(yǎng)過程中，器官發(fā)生和形態(tài)建成主要是通過平衡的植物激素配比進(jìn)行調(diào)控，故激素平衡被打破、或細(xì)胞對(duì)外源生長(zhǎng)物質(zhì)的敏感性改變均會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)物的胚胎發(fā)生和形態(tài)建成能力下降，另外染色體畸變、細(xì)胞核變異也會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)物的胚胎發(fā)生和形態(tài)建成能力下降。如果可以產(chǎn)生成胚性的細(xì)胞系，則器官發(fā)生和形態(tài)建成不會(huì)下降。故選D。