Question

8．回答下列有關(guān)遺傳信息傳遞與表達的問題．
纖維素分子因為分子量大，不能直接進入酵母細胞，并且酵母菌無法分解環(huán)境中的纖維素．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，科學(xué)家欲將目的基因纖維素酶基因通過重組質(zhì)粒導(dǎo)入酵母菌細胞．其所用質(zhì)粒及其酶切位點如圖甲，外源DNA上的纖維素酶基因及其酶切位點如圖乙，根據(jù)要求回答以下問題：

（1）為了防止酶切片段的自身環(huán)化，實現(xiàn)工程目標，應(yīng)選用限制酶HindⅢ和PstⅠ同時切割質(zhì)粒和外源DNA．
（2）根據(jù)上述要求選擇正確限制酶切割并獲得重組質(zhì)粒后，如果再用BamHⅠ限制酶切割重組質(zhì)粒，則獲得的酶切片段數(shù)為2．
（3）作用于圖a位置的酶有BCD（多選）

A．DNA解旋酶B．DNA連接酶
C．DNA聚合酶
D．限制酶
科學(xué)家進一步構(gòu)建了含3種不同基因片段的重組質(zhì)粒，進行了一系列的研究．下面是酵母菌轉(zhuǎn)化及纖維素酶在工程菌內(nèi)合成與運輸?shù)氖疽鈭D．
（4）設(shè)置菌株Ⅰ作為對照，是為了驗證質(zhì)粒DNA和酵母菌核基因不攜帶纖維素酶基因．
（5）將菌株Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別置于以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基上，其中菌株Ⅱ不能存活，原因是缺少信號肽編碼序列，導(dǎo)致所產(chǎn)生的纖維素酶無法分泌到細胞外，分解細胞外的纖維素，使得細胞無可利用的碳源．

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(dǎo)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）為防止酶切片段的自身連接，可選用的不同的限制酶組合，使形成的黏性末端不同，以防止自身環(huán)化．
（2）根據(jù)上述要求選擇正確限制酶切割并獲得重組質(zhì)粒后，如果再用BamHⅠ限制酶切割重組質(zhì)粒，由于在質(zhì)粒和目的基因中各有一個BamHⅠ酶識別位點，則獲得的酶切片段數(shù)為 2．
（3）圖a位置為磷酸二酯鍵，作用的酶有：DNA連接酶、DNA聚合酶和限制酶；DNA解旋酶作用的位點是b氫鍵．
（4）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，即普通酵母菌不能夠利用環(huán)境中的纖維素．
（5）將菌株Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別置于以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基上，其中菌株Ⅱ不能存活，原因是缺少信號肽編碼序列，導(dǎo)致所產(chǎn)生的纖維素酶無法分泌到細胞外，分解細胞外的纖維素，使得細胞無可利用的碳源．
故答案為：
（1）HindⅢ和PstⅠ
（2）2
（3）BCD
（4）質(zhì)粒DNA  酵母菌核基因
（5）信號肽編碼序列   所產(chǎn)生的纖維素酶無法分泌到細胞外，分解細胞外的纖維素，使得細胞無可利用的碳源

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(guān)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(guān)細節(jié)，能結(jié)合所學(xué)的知識準確判斷各選項．