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區(qū)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)粒時可選用四種限制酶，其識別序列如下圖，為防止酶切片段的自身環(huán)接，可選用的限制酶組合是__________或__________。

（2）設(shè)置菌株Ⅰ為對照，是為了驗證___________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)生酒精時細(xì)胞的呼吸方式是___________，在利用纖維素生產(chǎn)酒精時，菌株Ⅳ更具有優(yōu)勢，因為導(dǎo)入的重組質(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)液更新而造成的酶的流失，提高酶的利用率。

Answer 1

【答案】 酶①③ 酶②④ 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 缺少信號肽編碼序列，合成的纖維素酶不能分泌到胞外，細(xì)胞無可利用的碳源 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 無氧呼吸 A基因片段

【解析】試題分析：本題主要考查細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)、基因工程，考查對分泌蛋白合成、分泌途徑的理解。解答此題，可根據(jù)菌株Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ轉(zhuǎn)入基因的差異及纖維素酶的合成、分泌情況分析結(jié)果不同的原因。

（1）為防止酶切片段的自身環(huán)接，可選用的限制酶作用后應(yīng)具有不同的粘性末端，圖中①和②作用后粘性末端相同，③和④作用后粘性末端相同，因此應(yīng)選擇的組合是酶①③或酶②④。

（2）設(shè)置菌株Ⅰ為對照，是為了驗證質(zhì)粒DNA和酵母菌基因組不攜帶纖維素酶基因。

（3）纖維素酶基因的表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，菌株Ⅱ中纖維素酶可以合成，但無法分泌出去，在菌株Ⅲ、Ⅳ中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體參與纖維素酶合成和分泌。

（4）據(jù)圖可知，菌株Ⅱ缺少信號肽編碼序列，合成的纖維素酶不能分泌到胞外，細(xì)胞無可利用的碳源，因此在以纖維素為唯一C源的培養(yǎng)基上不能存活。

（5）酵母菌通過無氧呼吸生產(chǎn)酒精，產(chǎn)生部位是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)；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，可以減少因培養(yǎng)液更新而造成的酶的流失，提高酶的利用率，因而在利用纖維素生產(chǎn)酒精時更具有優(yōu)勢。