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(xì)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(gè)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(jìn)行反應(yīng)來生產(chǎn)有機(jī)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(jìn)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(yùn)。通過測(cè)序結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些細(xì)菌體內(nèi)發(fā)生了至少11個(gè)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(biāo)是為了加大對(duì)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(jī)碳源變?yōu)?/span>CO2，是目標(biāo)達(dá)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(yuǎn)的事情。

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

（2）寫出改造后的大腸桿菌與藍(lán)藻在同化作用上的不同。________

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

（4）上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否能夠解決溫室效應(yīng)問題？請(qǐng)闡述原因。________

Answer 1

【答案】原核 細(xì)胞膜和細(xì)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(jī)物；藍(lán)藻利用光能將CO2合成有機(jī)物。 用逐漸降低有機(jī)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?yàn)楦脑旌蟮拇竽c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(xì)胞中只存在核糖體這個(gè)細(xì)胞器，大腸桿菌可以進(jìn)行有氧呼吸。

藍(lán)藻屬于原核生物，其細(xì)胞內(nèi)含藻藍(lán)素和葉綠素，是能進(jìn)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(xì)胞原核生物，沒有線粒體，大腸桿菌有氧呼吸全部過程在細(xì)胞膜和細(xì)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(jī)物；藍(lán)藻利用光能將CO2合成有機(jī)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(jī)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(shí)驗(yàn)結(jié)果不能夠解決溫室效應(yīng)問題，因?yàn)楦脑旌蟮拇竽c桿菌產(chǎn)生的CO2比消耗的更多，不能降低大氣中的CO2。