Question

【題目】（二）現(xiàn)代生物技術(shù)

海洋石油污染正引起廣泛關(guān)注，利用基因工程菌進(jìn)行生物降解具有巨大的應(yīng)用潛力。P450是石油降解的關(guān)鍵酶，用SalI和NdeⅠ聯(lián)合酶切獲得的P450基因，與甲圖所示的質(zhì)粒（pCom8）重組，導(dǎo)入土著菌種Y9，獲得了基因工程菌P450/Y9。甲圖中mel是黑色素合成基因，其表達(dá)能使白色的菌落變成黑色，aacCl是慶大霉素（一種抗生素）抗性基因，限制酶NdeⅠ、XhoⅠ和SspⅠ在原質(zhì)粒上均只有一個(gè)酶切位點(diǎn)，數(shù)字表示酶切位點(diǎn)間的堿基對(duì)數(shù)。乙圖表示幾種限制酶的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)。

【1】上述基因工程中的受體細(xì)胞是________。

【2】原質(zhì)粒需用限制酶________________作用后，才能與________在DNA連接酶的作用下形成重組質(zhì)粒。

經(jīng)測(cè)定原質(zhì)粒為7.6kb（1kb為1000個(gè)堿基對(duì)），重組質(zhì)粒經(jīng)NdeⅠ、SspⅠ聯(lián)合酶切后獲得了6.0和1.2kb的兩個(gè)片段，則目的基因的長(zhǎng)度為________kb。

【3】由于重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞的成功率很低，所以需要經(jīng)過(guò)________才能獲得工程菌。操作的大致思路是：

第一步，配制培養(yǎng)基。除下表中的成分外，還必須添加________和________。

第二步，晶待檢菌液用________法接種在第一步配制的培養(yǎng)基上。

第三步，選擇________色菌落擴(kuò)大培養(yǎng)即可獲得所需的工程菌。

蛋白胨	酵母浸膏	NaCl	KCl	MgCl2	H2O	pH
20.0 g	5.0 g	0.5 g	0.2 g	1.0 g	1000 mL	7.0

為檢測(cè)基因工程菌降解石油的能力，科研人員做了如下4組實(shí)驗(yàn)，測(cè)定不同時(shí)間各組的石油降解率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖。

A組：?jiǎn)为?dú)使用Y9

B組：?jiǎn)为?dú)使用P450/Y9

C組：聯(lián)合使用Y9、W3、F9、X1四種菌種

D組：聯(lián)合使用P450/Y9、W3、F9、X1四種菌種

【4】據(jù)圖分析以下說(shuō)法正確的是________（多選）。

A. 單獨(dú)使用P450/Y9對(duì)石油的降解能力比單獨(dú)使用Y9略強(qiáng)

B. 作用時(shí)間越長(zhǎng)，P450/Y9對(duì)石油降解的能力越強(qiáng)

C. 聯(lián)合使用時(shí)，P450/Y9能顯著增加四種菌的整體降解石油的能力

D. 為達(dá)到更好的效果，最好單獨(dú)使用基因工程菌P450/Y9

Answer 1

【答案】

【1】土著菌種Y9

【2】Nde I、Xho I目的基因（P450基因）1.4

【3】篩選瓊脂慶大霉素涂布白

【4】AC

【解析】據(jù)圖分析，圖示為質(zhì)粒和相關(guān)限制酶的識(shí)別和切割位點(diǎn)，甲圖質(zhì)粒中有限制酶NdeⅠ、XhoⅠ和SspⅠ的切割位點(diǎn)，且NdeⅠ與另外兩種限制酶之間的堿基對(duì)數(shù)分別為1.8kb、1.2kb；從圖中會(huì)能看出SspⅠ破壞了標(biāo)記基因aacCl。

【1】根據(jù)題干信息分析，用SalⅠ和NdeⅠ聯(lián)合酶切獲得的P450基因，與甲圖所示的質(zhì)粒（pCom8）重組，導(dǎo)入土著菌種Y9，獲得了基因工程菌P450/Y9，說(shuō)明基因工程中的受體細(xì)胞是土著菌種Y9。

【2】根據(jù)題干信息已知，切割目的基因的限制酶是SalⅠ和NdeⅠ，而SalⅠ切割質(zhì)粒會(huì)破壞標(biāo)記基因，又因?yàn)橐覉D顯示SalⅠ和XhoⅠ切割后露出的黏性末端是相同的，因此可以用NdeⅠ、XhoⅠ切割質(zhì)粒，然后與目的基因在DNA連接酶的作用下形成重組質(zhì)粒。據(jù)圖分析，用NdeⅠ、XhoⅠ切割質(zhì)粒后質(zhì)粒的長(zhǎng)度部位7.6-1.8=5.8kb，而重組質(zhì)粒長(zhǎng)度=6.0+1.2=7.2kb，因此目的基因的長(zhǎng)度=7.2-5.8=1.4kb。

【3】重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞的成功率很低，大多數(shù)質(zhì)粒是空白質(zhì)粒，沒(méi)有目的基因，因此需要經(jīng)過(guò)篩選才能獲得工程菌：

第一步，配制培養(yǎng)基，表格中的成分有碳源、氮源、水和無(wú)機(jī)鹽，由于重組質(zhì)粒上含有標(biāo)記基因，且選擇培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基，因此培養(yǎng)基中還必須添加瓊脂和慶大霉素。

第二步，將待檢菌液用稀釋涂布平板法法接種在第一步配制的培養(yǎng)基上。

第三步，甲圖中mel是黑色素合成基因，其表達(dá)能使白色的菌落變成黑色，而該基因已經(jīng)被限制酶切割和破壞了，因此應(yīng)該選擇白色菌落擴(kuò)大培養(yǎng)即可獲得所需的工程菌。

【4】據(jù)圖分析，B組與A組相比說(shuō)明單獨(dú)使用P450/Y9對(duì)石油的降解能力比單獨(dú)使用Y9略強(qiáng)，A正確；隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，四條曲線(xiàn)的斜率都降低，說(shuō)明時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致P450/Y9對(duì)石油降解的能力減弱，B錯(cuò)誤；D組與其他三組相比說(shuō)明聯(lián)合使用時(shí)，P450/Y9能顯著增加四種菌的整體降解石油的能力，C正確；根據(jù)以上分析可知，為達(dá)到更好的效果，應(yīng)該聯(lián)合使用P450/Y9、W3、F9、X1四種菌種，D錯(cuò)誤。