Question

【題目】【選修3——現代生物科技專題】纖維素分子不能進入酵母細胞，為了使酵母菌能夠利用環境中的纖維素為原料生產酒精，構建了含3種不同基因片段的重組質粒，下面是酵母菌轉化及纖維素酶在工程菌內合成與運輸的示意圖。

據圖回答：

（1）本研究構建重組質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接，可選用的限制酶組合是______或__________

A．①② B．①③ C．②④ D．③④

（2）設置菌株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胞器還有_______________。

（4）在以纖維素為唯一C源的培養基上分別培養菌株Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，菌株___________不能存活，原因是_____________。

（5）酵母菌生產酒精的細胞部位是___________，產生酒精時細胞的呼吸方式是___________，在利用纖維素生產酒精時，菌株Ⅳ更具有優勢，因為導入的中重組質粒含有____________。使分泌的纖維素酶固定于細胞壁，減少因培養液更新二造成的酶的流失，提高酶的利用率。

Answer 1

【答案】（1）B （或C） C （或B） （2）質粒DNA和酵母菌基因組

（3）轉錄 翻譯 內質網、高爾基體

（4）II 缺少信號肽編碼序列，合成的纖維素酶不能分泌到胞外，細胞無可利用的碳源

（5）細胞質基質 無氧呼吸 A基因片段

【解析】

試題分析：（1）為防止酶切片段的自身環接，應避免質粒被切開后出現相同的黏性末端，圖中①與②、③與④切割后產生相同的黏性末端，因此應選①和③或②和④。

（2）設置菌株Ⅰ為對照，是為了驗證質粒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包括轉錄和翻譯過程，信號肽可以引導核糖體上合成的肽鏈進入內質網進行折疊、加工，然后通過囊泡運進高爾基體進行分類、包裝，菌株Ⅱ缺少信號肽，菌株Ⅲ、Ⅳ中參與纖維素酶合成和分泌的細胞器還有內質網、高爾基體。

（4）在以纖維素為唯一C源的培養基上分別培養菌株Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，菌株Ⅱ不能存活，原因是缺少信號肽編碼序列，合成的纖維素酶不能分泌到胞外，細胞無可利用的碳源。

（5）酵母菌通過無氧呼吸產生酒精，產生酒精的細胞部位是細胞質基質。在利用纖維素生產酒精時，菌株Ⅳ更具有優勢，結合圖示分析，因為菌株Ⅳ導入的中重組質粒含有A基因片段。