Question

【题目】回答有关基因工程与微生物的问题。

利用微生物分解废纸是一种环保的方式，但废纸中的纤维素分子量大不能直接进入酵母菌，且酵母菌无法分解利用环境中的纤维素。为解决这一难题，科学家将纤维素酶基因通过重组质粒导入酵母菌。其所用质粒及其酶切位点如图1，外源DNA上的纤维素酶基因及其酶切位点如图2。

（1）图2中的纤维素酶基因作为______，质粒作为______

（2）为使纤维素酶基因能够与质粒有效组合，应选用最合适的限制酶是______

（3）若质粒被Hindlil限制酶识别的序列是一AAGCTT一，并在A与A之间切割。请画出被切割后所形成的黏性末端。______

科学家进一步构建了含3种不同基因片段的重组质粒，进行了一系列的研究。图3是酵母菌转化及纤维素酶在工程菌内合成与运输的示意图。

（4）图3中已导入重组质粒的菌株有______

（5）设置菌株I作为对照，是为了验证______和______不携带纤维素酶基因。

（6）将4株菌株分别置于以______为唯一碳源的培养基上，其中菌株I、II不能存活，请解释菌株II不能存活的原因。______

Answer 1

【答案】目的基因 运载体 HindⅢ和PstⅠ Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 质粒DNA 酵母菌基因组 纤维素 缺少信号肽编码序列，导致所产生的纤维素酶无法分泌到细胞外，分解细胞外的纤维素，使得细胞无可利用的碳源

【解析】

据图2可知，纤维素酶基因的两端存在HindⅢ和PstⅠ的酶切位点。使用同一种限制酶切割目的基因和质粒，容易导致目的基因或质粒自身连接；纤维素酶为胞外酶，该酶在核糖体上合成，依次经过内质网和高尔基体加工，最后通过胞吐释放到细胞外。

（1）将纤维素酶基因通过重组质粒 导入酵母菌，则图2中的纤维素酶基因为目的基因，质粒是运载目的基因的运载体。

（2）据图2可知，纤维素酶基因中存在BamHⅠ的酶切位点，因此不能选择BamHⅠ切割目的基因；只使用PstⅠ切割目的基因和质粒，可能出现目的基因或质粒的自身连接，因此为使纤维素酶基因能够与质粒有效组合，应选用最合适的限制酶是HindⅢ和PstⅠ。

（3）质粒被Hindlil限制酶识别的序列是一AAGCTT一，并在A与A之间切割磷酸二酯键，则被切割后所形成的黏性末端为和。

（4）据图3可知，菌株Ⅰ中导入的是普通质粒，菌株Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中导入的是重组质粒。

（5）设置菌株I作为对照，根据其不能合成纤维素酶可判断质粒DNA和酵母菌基因组不携带纤维素酶基因。

（6）筛选可分泌纤维素酶的转基因酵母菌，可将4株菌株分别置于以纤维素为唯一碳源的培养基上。据图可知，菌株Ⅱ中缺少信号肽编码序列，导致所产生的纤维素酶无法分泌到细胞外，分解细胞外的纤维素，使得细胞无可利用的碳源。