Question

【題目】淀粉酶在食品加工及輕工業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛用途。研究人員從細(xì)菌中克隆了 一種淀粉酶基因，為獲得高產(chǎn)淀粉酶菌株，按下圖所示流程進(jìn)行基因工程操作。

（1）將淀粉酶基因與質(zhì)粒載體重組時(shí)需要使用的酶包括____、____。

（2）大腸桿菌經(jīng)過Ca2+加處理后，細(xì)胞處于一種能吸收環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，這種細(xì)胞稱為____細(xì)胞。將其與溶于緩沖液中的重組表達(dá)載體DNA分子混合，在適宜的溫度下完成 _______過程。

（3）為了初步篩選高產(chǎn)菌株，研究人員將得到的3個(gè)工程菌株接種到以淀粉為唯一碳源的培養(yǎng)基上，經(jīng)過培養(yǎng)后用稀碘液處理，可觀察到由于淀粉被分解，在平板上形成以 菌落為中心的透明圈。測量不同菌株形成的菌落及透明圈直徑，結(jié)果見下表。

工程菌	菌落直徑（C， mm）	透明圈直徑（H， mm）	H/C
菌株I	8.1	13.0	1.6
菌株Ⅱ	5.1	11.2	2.2
菌株III	9.5	17.1	1.8

①表中菌落直徑（C）的大小反映了____，透明圈直徑（H）的大小反映了____。

②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可推斷其中淀粉酶產(chǎn)量最高的菌株是____。

（4）基因工程技術(shù)己成功應(yīng)用于人類生產(chǎn)生活中的諸多方面。請(qǐng)從植物育種方面舉一實(shí)例，并說明制備該轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的基本技術(shù)流程。____:____________。

Answer 1

【答案】限制酶（限制性核酸內(nèi)切酶） DNA連接酶 感受態(tài) 轉(zhuǎn)化 細(xì)菌的增殖速度 細(xì)菌分解淀粉的能力 菌株II 轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花； 從蘇云金芽飽桿菌中克隆Bt毒蛋白基因，構(gòu)建重組載體，導(dǎo)入棉花細(xì)胞后進(jìn)行組織培養(yǎng)，經(jīng)對(duì)再生植株中目的基因的檢測，獲得轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花

【解析】

基因工程的四個(gè)基本操作程序：目的基因的獲取→基因表達(dá)載體的構(gòu)建（核心步驟）→將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞→目的基因的檢測與鑒定；基因工程常用的工具：限制酶（限制性核酸內(nèi)切酶）、DNA連接酶、運(yùn)載體。

（1）將目的基因（淀粉酶基因）與質(zhì)粒載體重組時(shí)，需要使用同一種限制酶將目的基因與質(zhì)粒切割出相同的末端，再用DNA連接酶將目的基因與質(zhì)粒載體連接形成重組載體。

（2）大腸桿菌（微生物）經(jīng)過Ca2+溶液（氯化鈣）處理后能成為感受態(tài)細(xì)胞，易于吸收環(huán)境中的DNA分子；將其與溶于緩沖液中的重組表達(dá)載體DNA分子混合，在適宜的溫度下完成轉(zhuǎn)化過程。

（3）①菌落直徑越大，表明細(xì)菌數(shù)量越多，細(xì)菌增殖越快，因此表格中菌落直徑的大小反映了細(xì)菌的增殖速度；淀粉被淀粉酶水解，在平板上形成以菌落為中心的透明圈，因此透明圈直徑的大小反映了細(xì)菌分解淀粉的能力。

②H/C值越大，淀粉酶產(chǎn)量越高，因此菌株Ⅱ淀粉酶產(chǎn)量最高。

（4）題干要求從植物育種方面舉一實(shí)例，并說明制備該轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的基本技術(shù)流程，可以舉例轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花，其基本流程為：從蘇云金芽飽桿菌中克隆Bt毒蛋白基因，構(gòu)建重組載體，導(dǎo)入棉花細(xì)胞后進(jìn)行組織培養(yǎng)，經(jīng)對(duì)再生植株中目的基因的檢測，獲得轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花。