Question

【题目】（二）现代生物技术

海洋石油污染正引起广泛关注，利用基因工程菌进行生物降解具有巨大的应用潜力。P450是石油降解的关键酶，用SalI和NdeⅠ联合酶切获得的P450基因，与甲图所示的质粒（pCom8）重组，导入土著菌种Y9，获得了基因工程菌P450/Y9。甲图中mel是黑色素合成基因，其表达能使白色的菌落变成黑色，aacCl是庆大霉素（一种抗生素）抗性基因，限制酶NdeⅠ、XhoⅠ和SspⅠ在原质粒上均只有一个酶切位点，数字表示酶切位点间的碱基对数。乙图表示几种限制酶的识别序列和切割位点。

【1】上述基因工程中的受体细胞是________。

【2】原质粒需用限制酶________________作用后，才能与________在DNA连接酶的作用下形成重组质粒。

经测定原质粒为7.6kb（1kb为1000个碱基对），重组质粒经NdeⅠ、SspⅠ联合酶切后获得了6.0和1.2kb的两个片段，则目的基因的长度为________kb。

【3】由于重组质粒导入受体细胞的成功率很低，所以需要经过________才能获得工程菌。操作的大致思路是：

第一步，配制培养基。除下表中的成分外，还必须添加________和________。

第二步，晶待检菌液用________法接种在第一步配制的培养基上。

第三步，选择________色菌落扩大培养即可获得所需的工程菌。

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

为检测基因工程菌降解石油的能力，科研人员做了如下4组实验，测定不同时间各组的石油降解率，实验结果见图。

A组：单独使用Y9

B组：单独使用P450/Y9

C组：联合使用Y9、W3、F9、X1四种菌种

D组：联合使用P450/Y9、W3、F9、X1四种菌种

【4】据图分析以下说法正确的是________（多选）。

A. 单独使用P450/Y9对石油的降解能力比单独使用Y9略强

B. 作用时间越长，P450/Y9对石油降解的能力越强

C. 联合使用时，P450/Y9能显著增加四种菌的整体降解石油的能力

D. 为达到更好的效果，最好单独使用基因工程菌P450/Y9

Answer 1

【答案】

【1】土著菌种Y9

【2】Nde I、Xho I目的基因（P450基因）1.4

【3】筛选琼脂庆大霉素涂布白

【4】AC

【解析】据图分析，图示为质粒和相关限制酶的识别和切割位点，甲图质粒中有限制酶NdeⅠ、XhoⅠ和SspⅠ的切割位点，且NdeⅠ与另外两种限制酶之间的碱基对数分别为1.8kb、1.2kb；从图中会能看出SspⅠ破坏了标记基因aacCl。

【1】根据题干信息分析，用SalⅠ和NdeⅠ联合酶切获得的P450基因，与甲图所示的质粒（pCom8）重组，导入土著菌种Y9，获得了基因工程菌P450/Y9，说明基因工程中的受体细胞是土著菌种Y9。

【2】根据题干信息已知，切割目的基因的限制酶是SalⅠ和NdeⅠ，而SalⅠ切割质粒会破坏标记基因，又因为乙图显示SalⅠ和XhoⅠ切割后露出的黏性末端是相同的，因此可以用NdeⅠ、XhoⅠ切割质粒，然后与目的基因在DNA连接酶的作用下形成重组质粒。据图分析，用NdeⅠ、XhoⅠ切割质粒后质粒的长度部位7.6-1.8=5.8kb，而重组质粒长度=6.0+1.2=7.2kb，因此目的基因的长度=7.2-5.8=1.4kb。

【3】重组质粒导入受体细胞的成功率很低，大多数质粒是空白质粒，没有目的基因，因此需要经过筛选才能获得工程菌：

第一步，配制培养基，表格中的成分有碳源、氮源、水和无机盐，由于重组质粒上含有标记基因，且选择培养基是固体培养基，因此培养基中还必须添加琼脂和庆大霉素。

第二步，将待检菌液用稀释涂布平板法法接种在第一步配制的培养基上。

第三步，甲图中mel是黑色素合成基因，其表达能使白色的菌落变成黑色，而该基因已经被限制酶切割和破坏了，因此应该选择白色菌落扩大培养即可获得所需的工程菌。

【4】据图分析，B组与A组相比说明单独使用P450/Y9对石油的降解能力比单独使用Y9略强，A正确；随着时间的延长，四条曲线的斜率都降低，说明时间太长会导致P450/Y9对石油降解的能力减弱，B错误；D组与其他三组相比说明联合使用时，P450/Y9能显著增加四种菌的整体降解石油的能力，C正确；根据以上分析可知，为达到更好的效果，应该联合使用P450/Y9、W3、F9、X1四种菌种，D错误。