Question

【題目】淀粉酶在食品加工及輕工業生產中具有廣泛用途。研究人員從細菌中克隆了一種淀粉酶基因，為了獲得高產淀粉酶菌株，按下圖所示流程進行基因工程操作。

（1）將淀粉酶基因與質粒載體重組時需要使用的酶包括_________ 。

（2）大腸桿菌經過_________ 處理后，可作為重組載體的宿主（感受態）細胞使用。

（3）為了初步篩選高產菌株，研究人員將得到的3個工程菌株接種到以淀粉為唯一碳源的培養基上，經過培養后用稀碘液處理，可觀察到由于淀粉被分解，在平板上形成以菌落為中心的透明圈。測量不同菌株形成的菌落及透明圈直徑，結果見下表。

工程菌	菌落直徑（C，mm）	透明圈直徑（H，mm）	H/C
菌株Ⅰ	8.1	13.0	1.6
菌株Ⅱ	5.1	11.2	2.2
菌株Ⅲ	9.5	17.1	1.8

①表中菌落直徑（C）的大小反映了__________，透明圈直徑（H）的大小反映了_____________。

②根據表中數據，可推斷其中淀粉酶產量最高的菌株是_______ 。

（4）基因工程技術已成功應用于人類生產生活中的諸多方面。請從植物育種或人類疾病預防與治療方面舉一實例，并說明制備該轉基因產品的基本技術流程。（限100字以內）___________________

Answer 1

【答案】限制酶（限制性核酸內切酶）、DNA 連接酶 Ca2+ / 氯化鈣 細菌的增殖速度 細菌分解淀粉的能力 菌株Ⅱ 示例一：轉基因抗蟲棉花。從細菌中克隆 Bt 蛋白基因，構建重組載體，導入棉花細胞后進行組織培養。經對再生植株中目的基因的檢測，獲得轉基因棉花。

示例二：基因工程胰島素。克隆人的胰島素基因，構建重組載體，轉入大腸桿菌后， 檢測目的基因，篩選高產菌株并進行培養，生產胰島素。

【解析】

基因工程的基本操作程序：目的基因的獲取→基因表達載體的構建（核心）→將目的基因導入受體細胞→目的基因的檢測與鑒定

（1）將目的基因與質粒載體重組時，需要使用同一種限制酶（限制性核酸內切酶）將目的基因與質粒切出相同的黏性末端，再用DNA連接酶將目的基因與質粒載體連接形成重組載體。

（2）大腸桿菌經過Ca2+溶液（氯化鈣）處理后能成為感受態細胞。

（3）①菌落直徑越大，表明細菌數量越多，細菌增殖越快，因此菌落直徑的大小反映了細菌的增殖速度；淀粉被淀粉酶水解，在平板上形成以菌落為中心的透明圈，因此透明圈直徑的大小反映了細菌分解淀粉的能力。

②H/C值越大，淀粉酶產量越高，因此菌株I淀粉酶產量最高。

（4）題干要求從植物育種或人類疾病預防與治療方面舉一實例，并說明制備該轉基因產品的基本技術流程，可以舉例轉基因抗蟲棉花和基因工程生產人的胰島素兩個方面闡述，舉例如下：

示例一：轉基因抗蟲棉花。從細菌中克隆 Bt 蛋白基因，構建重組載體，導入棉花細胞后進行組織培養。經對再生植株中目的基因的檢測，獲得轉基因棉花。

示例二：基因工程胰島素。克隆人的胰島素基因，構建重組載體，轉入大腸桿菌后， 檢測目的基因，篩選高產菌株并進行培養，生產胰島素。