Question

【題目】上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所的覃重軍，薛小莉幾位研究員在國(guó)際上首次人工創(chuàng)建了單條染色體的真核細(xì)胞，完成了將單細(xì)胞真核生物釀酒酵母天然的十六條染色體人工創(chuàng)建為具有完整功能的單條染色體。為了創(chuàng)建一個(gè)只具有單一染色體的活酵母細(xì)胞，重軍等人利用基因編輯工具CRISPR--Cas9切割端粒結(jié)構(gòu)（每條染色體末端的重復(fù)核苷酸序列區(qū)域），將兩條染色體組合在起博士研究生邵洋洋從2013年開始嘗試并發(fā)展高效的染色體操作方法，歷經(jīng)4年時(shí)間，通過15輪染色體融合，最終成功創(chuàng)建了只有一條線型染色體的釀酒酵母菌株SY14（去除了染色體中多余的著絲粒，只保留其中一個(gè)）。研究發(fā)現(xiàn)，雖然人工創(chuàng)建的單條線型染色體的三維結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化，但SY14酵母具有正常的細(xì)胞功能，基因表達(dá)只發(fā)生了微小變化，這顛覆了染色體三維結(jié)構(gòu)決定基因時(shí)空達(dá)的傳統(tǒng)觀念，揭示了染色體三維結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)細(xì)胞生命功能的全新關(guān)系。

【1】左圖為覃重軍等科學(xué)家獲得的釀酒酵母菌株SY14的落，獲得該圖菌落的微生物接種方法是______，若希望大量繁殖SY14菌株，可使用___________（液體/半固體/固體）培養(yǎng)基對(duì)其進(jìn)行后續(xù)培養(yǎng)。

【2】根據(jù)上述材料，基因編輯工具 CRISPR-C-Cas9在功能上接近（ ）

A.限制酶B.DNA鏈接酶C.RNA聚合酶D.DA聚合酶

【3】請(qǐng)將下列關(guān)于釀酒酵母菌株SY14構(gòu)建過程進(jìn)行排序（ ）

A.篩選導(dǎo)入成功的釀酒酵母菌株SY14

B.將重組的染色體導(dǎo)入去核酵母細(xì)胞中

C.利用CRISPR--cas9等技術(shù)重組酵母染色體

D.獲取原始酵母染色體

【4】關(guān)于釀酒酵母菌株SY14的敘述正確的是（ ）

A.SY14與野生型釀酒酵母相比，發(fā)生了染色體畸變

B.SY14的DNA并非雙螺旋結(jié)構(gòu)

C.SY14的代謝類型為異養(yǎng)兼氣型

D.SY14去除染色體中多余的著絲粒的目的是為了避免染色體在細(xì)胞分裂時(shí)發(fā)生斷裂

【5】根據(jù)材料分析釀酒酵母菌株SY14能否應(yīng)用于大規(guī)模釀酒生產(chǎn)?為什么?____

Answer 1

【答案】

【1】 平板劃線法 液體

【2】A

【3】DCBA

【4】ACD

【5】能，釀酒酵母菌株SY14的所有基因均為原始的釀酒酵母基因，未嵌入其他基因或不能，染色體三維結(jié)構(gòu)的改變可能對(duì)釀酒酵母菌株SY14產(chǎn)生未知影響，還需要論證其安全性后才能大規(guī)模生產(chǎn)

【解析】

微生物常用的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法，兩者都可以用于菌種的分離，后者還可以用于菌種的計(jì)數(shù)；據(jù)圖分析，左圖微生物的接種方法為平板劃線法；微生物培養(yǎng)基按物理性質(zhì)可以分為固體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)及和液體培養(yǎng)基；基因工程的基本步驟包括目的基因的獲取、構(gòu)建基因表達(dá)載體、將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)與鑒定。

【1】根據(jù)以上分析已知，左圖接種方法為平板劃線法；若希望大量繁殖SY14菌株，應(yīng)該使用液體培養(yǎng)基對(duì)其進(jìn)行后續(xù)培養(yǎng)。

【2】根據(jù)題干信息分析，重軍等人利用基因編輯工具CRISPR--Cas9切割端粒結(jié)構(gòu)，而端粒是每條染色體末端的重復(fù)核苷酸序列區(qū)域，說明CRISPR--Cas9能夠切割DNA，類似于基因工程中的限制酶。

故選A。

【3】根據(jù)基因工程的基本步驟分析，釀酒酵母菌株SY14構(gòu)建過程為：獲取原始酵母染色體（D）→利用CRISPR--cas9等技術(shù)重組酵母染色體（C）→將重組的染色體導(dǎo)入去核酵母細(xì)胞中（B）→篩選導(dǎo)入成功的釀酒酵母菌株SY14（A）。

【4】A、釀酒酵母菌株SY14構(gòu)建過程中，將16條染色體重組成了1條染色體，發(fā)生了染色體畸變，A正確；

B、SY14的DNA為雙螺旋結(jié)構(gòu)，B錯(cuò)誤；

C、SY144酵母具有正常的細(xì)胞功能，其代謝類型為異養(yǎng)兼性厭氧型，C正確；

D、SY14去除染色體中多余的著絲粒的目的是為了避免染色體在細(xì)胞分裂時(shí)發(fā)生斷裂，D正確。

故選ACD。

【5】根據(jù)題意分析，釀酒酵母菌株SY14的所有基因均為原始的釀酒酵母基因，未嵌入其他基因或不能，且其具有正常的細(xì)胞功能，因此其可以應(yīng)用于大規(guī)模釀酒生產(chǎn)，但是染色體三維結(jié)構(gòu)的改變可能對(duì)釀酒酵母菌株SY14產(chǎn)生未知影響，還需要論證其安全性后才能大規(guī)模生產(chǎn)。

解答本題的關(guān)鍵是掌握微生物的接種方法、培養(yǎng)基的種類和功能、基因工程的工具和步驟等知識(shí)點(diǎn)，了解不同的接種方法的過程和相關(guān)圖形，進(jìn)而準(zhǔn)確判斷左圖接種方法的名稱，并能夠結(jié)合基因工程的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)分析CRISPR-C-Cas9的功能。