Question

【題目】（二）現代生物技術

海洋石油污染正引起廣泛關注，利用基因工程菌進行生物降解具有巨大的應用潛力。P450是石油降解的關鍵酶，用SalI和NdeⅠ聯合酶切獲得的P450基因，與甲圖所示的質粒（pCom8）重組，導入土著菌種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在原質粒上均只有一個酶切位點，數字表示酶切位點間的堿基對數。乙圖表示幾種限制酶的識別序列和切割位點。

【1】上述基因工程中的受體細胞是________。

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

經測定原質粒為7.6kb（1kb為1000個堿基對），重組質粒經NdeⅠ、SspⅠ聯合酶切后獲得了6.0和1.2kb的兩個片段，則目的基因的長度為________kb。

【3】由于重組質粒導入受體細胞的成功率很低，所以需要經過________才能獲得工程菌。操作的大致思路是：

第一步，配制培養基。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基上。

第三步，選擇________色菌落擴大培養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

為檢測基因工程菌降解石油的能力，科研人員做了如下4組實驗，測定不同時間各組的石油降解率，實驗結果見圖。

A組：單獨使用Y9

B組：單獨使用P450/Y9

C組：聯合使用Y9、W3、F9、X1四種菌種

D組：聯合使用P450/Y9、W3、F9、X1四種菌種

【4】據圖分析以下說法正確的是________（多選）。

A. 單獨使用P450/Y9對石油的降解能力比單獨使用Y9略強

B. 作用時間越長，P450/Y9對石油降解的能力越強

C. 聯合使用時，P450/Y9能顯著增加四種菌的整體降解石油的能力

D. 為達到更好的效果，最好單獨使用基因工程菌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】據圖分析，圖示為質粒和相關限制酶的識別和切割位點，甲圖質粒中有限制酶NdeⅠ、XhoⅠ和SspⅠ的切割位點，且NdeⅠ與另外兩種限制酶之間的堿基對數分別為1.8kb、1.2kb；從圖中會能看出SspⅠ破壞了標記基因aacCl。

【1】根據題干信息分析，用SalⅠ和NdeⅠ聯合酶切獲得的P450基因，與甲圖所示的質粒（pCom8）重組，導入土著菌種Y9，獲得了基因工程菌P450/Y9，說明基因工程中的受體細胞是土著菌種Y9。

【2】根據題干信息已知，切割目的基因的限制酶是SalⅠ和NdeⅠ，而SalⅠ切割質粒會破壞標記基因，又因為乙圖顯示SalⅠ和XhoⅠ切割后露出的黏性末端是相同的，因此可以用NdeⅠ、XhoⅠ切割質粒，然后與目的基因在DNA連接酶的作用下形成重組質粒。據圖分析，用NdeⅠ、XhoⅠ切割質粒后質粒的長度部位7.6-1.8=5.8kb，而重組質粒長度=6.0+1.2=7.2kb，因此目的基因的長度=7.2-5.8=1.4kb。

【3】重組質粒導入受體細胞的成功率很低，大多數質粒是空白質粒，沒有目的基因，因此需要經過篩選才能獲得工程菌：

第一步，配制培養基，表格中的成分有碳源、氮源、水和無機鹽，由于重組質粒上含有標記基因，且選擇培養基是固體培養基，因此培養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基上。

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

【4】據圖分析，B組與A組相比說明單獨使用P450/Y9對石油的降解能力比單獨使用Y9略強，A正確；隨著時間的延長，四條曲線的斜率都降低，說明時間太長會導致P450/Y9對石油降解的能力減弱，B錯誤；D組與其他三組相比說明聯合使用時，P450/Y9能顯著增加四種菌的整體降解石油的能力，C正確；根據以上分析可知，為達到更好的效果，應該聯合使用P450/Y9、W3、F9、X1四種菌種，D錯誤。