非选择题-解答题 适中0.65 引用2 组卷185
甜味蛋白是一类具有甜度高，热量低等特性的天然甜味剂，有望经生物技术改造和量产后能广泛应用于食品，饮料，药品生产等。莫内林最初是从一种西非植物的浆果中分离提纯到的甜味蛋白，甜度是蔗糖的3000倍左右。图示利用大肠杆菌生产莫内林，其中M基因可表达合成莫内林。表是为PCR扩增M基因设计的引物，画线部分是所需使用的限制性内切核酸酶的识别序列。
(1)引物1的结合位点可能在___________ （选填图中的编号）。画线部分的序列在A中___________ （有/没有），在B中____________ （有/没有）。
(2)已知C中的培养基成分有水、酵母粉、蛋白胨和氯化钠，并按一定比例添加氨苄青霉素。将C中有生长优势的菌落经扩大培养后作为菌种在发酵罐中培养，积累产物，以下操作合理的是 。
为了探究莫内林对血糖浓度的影响，将上述大肠菌生产的莫内林配制成与20mg/L蔗糖溶液等甜度阈值的浓度胃灌空腹小鼠，得实验结果如图（a），另用不同浓度的莫内林溶液胃灌空腹小鼠，实验结果如图（b）
(3)结合相关信息和所学知识，分析实验可知 。
(4)通过大肠杆菌生产的莫内林甜度较天然莫内林大为降低，天然莫内林也易因温度等降低甜度甚至甜味消失，请结合所学知识和利用相关的生物技术，分析两种莫内林甜度降低的原因并提出进一步改进的工程思路___ 。
| 引物1 | 5’GGAATTCCATATGGGCGAATGGGAAATTATCG3’ |
| 引物2 | 5’TTTGGATCCTTACGGCGGCGGAACCGGAC3’ |
(1)引物1的结合位点可能在
(2)已知C中的培养基成分有水、酵母粉、蛋白胨和氯化钠，并按一定比例添加氨苄青霉素。将C中有生长优势的菌落经扩大培养后作为菌种在发酵罐中培养，积累产物，以下操作合理的是 。
| A．发酵罐和培养基需严格灭菌 |
| B．发酵罐中培养基成分可去掉氨苄青霉素和琼脂 |
| C．为避免杂菌污染，培养过程中不能补充培养基 |
| D．培养过程中，只需合理控制好温度和pH |
为了探究莫内林对血糖浓度的影响，将上述大肠菌生产的莫内林配制成与20mg/L蔗糖溶液等甜度阈值的浓度胃灌空腹小鼠，得实验结果如图（a），另用不同浓度的莫内林溶液胃灌空腹小鼠，实验结果如图（b）
(3)结合相关信息和所学知识，分析实验可知 。
| A．莫内林可升高血糖，不适宜作为代糖 |
| B．与蔗糖相比，莫内林升血糖的效果不显著 |
| C．莫内林和蔗糖元素组成相同，因此可转化为血糖 |
| D．一定范围内，莫内林对血糖的影响不随其浓度显著变化 |
(4)通过大肠杆菌生产的莫内林甜度较天然莫内林大为降低，天然莫内林也易因温度等降低甜度甚至甜味消失，请结合所学知识和利用相关的生物技术，分析两种莫内林甜度降低的原因并提出进一步改进的工程思路
23-24高三上·上海宝山·期末
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莫内林是从一种西非植物的浆果中分离提纯到的甜味蛋白，甜度是蔗糖的3000倍左右。下图1所示利用大肠杆菌生产莫内林，其中M基因可表达合成莫内林。表1是为PCR扩增M基因设计的引物，画线部分是所需使用的限制性内切核酸酶的识别序列。
限制性内切核酸酶识别序列及切割位点：BamHI：5’-G↓GATCC-3’ XhoI：5’-C↓TCGAG-3’ Sau3AI：5’-↓GATC-3’ SacI：5’-GAGCT↓C-3’
(1)若选用XhoI和Sau3AI对质粒A进行切割，为实现其与目的基因的连接，可在目的基因两端添加_________ 。引物1的结合位点可能在_________ （选填图1中的编号）。引物1的画线部分序列在A中_________ （有/没有），引物2画线部分的序列在B中_________ （有/没有）的可能性较高。
(2)已知C中的培养基成分有水、酵母粉、蛋白胨和氯化钠，并按一定比例添加氨苄青霉素。将C中有生长优势的菌落经多次_________ 后作为菌种在发酵罐中培养，积累产物，发酵罐中培养基成分与C中培养基相较可不添加____________ ，并采用____________ 的方法对装填在发酵罐中的培养基灭菌。
(3)通过大肠杆菌生产的莫内林甜度较天然莫内林大为降低，天然莫内林也易因温度等因素导致甜度降低甚至甜味消失，科学家分析其中的原因并进行了后续的工程学改造，请结合所学知识，分析两种莫内林甜度降低的原因分别是_________________________________ 。
(4)针对上述问题，从分子水平对蛋白质进行改造是解决莫内林甜度降低的工程学思路。以甜味蛋白质的三维结构为基础，选择影响其与受体相互作用的关键氨基酸残基，进行定点突变，将获取的新基因与酵母质粒中构建_________ ，导入到真核细胞如甲醇营养型毕赤酵母中，并评价突变体的功能，筛选能产生____________________ 等优良性能的甜味蛋白质的菌种。研究结果表明，相对于天然的野生型甜味蛋白质monellin，突变体E2N/E23A的甜味均提高了约3倍左右，而突变体E2N/E23A的热稳定性(Tm值)提高了约10℃。
(5)接上题，与大肠杆菌转化不同，毕赤酵母转化前一般先用低温山梨醇溶液处理，使其处于一种_______ 的生理状态；同时需将外源DNA处理成线性，分析原因可能是___________________ 。转化后的毕赤酵母进行发酵培养分为两个阶段：生长阶段，以甘油为碳源、获取大量的功能性细胞；诱导阶段，通过添加甲醇来诱导表达重组蛋白。培养基中除加入甘油、甲醇外，还需要提供的营养物质有________________ 。
限制性内切核酸酶识别序列及切割位点：BamHI：5’-G↓GATCC-3’ XhoI：5’-C↓TCGAG-3’ Sau3AI：5’-↓GATC-3’ SacI：5’-GAGCT↓C-3’
引物1 | 5’GGAATTCCTCGAGGGCGAATGGGAAATTATCG3’ |
引物2 | 5’TTTGGATCCTTACGGCGGCGGAACCGGAC3’ |
(1)若选用XhoI和Sau3AI对质粒A进行切割，为实现其与目的基因的连接，可在目的基因两端添加
(2)已知C中的培养基成分有水、酵母粉、蛋白胨和氯化钠，并按一定比例添加氨苄青霉素。将C中有生长优势的菌落经多次
(3)通过大肠杆菌生产的莫内林甜度较天然莫内林大为降低，天然莫内林也易因温度等因素导致甜度降低甚至甜味消失，科学家分析其中的原因并进行了后续的工程学改造，请结合所学知识，分析两种莫内林甜度降低的原因分别是
(4)针对上述问题，从分子水平对蛋白质进行改造是解决莫内林甜度降低的工程学思路。以甜味蛋白质的三维结构为基础，选择影响其与受体相互作用的关键氨基酸残基，进行定点突变，将获取的新基因与酵母质粒中构建
(5)接上题，与大肠杆菌转化不同，毕赤酵母转化前一般先用低温山梨醇溶液处理，使其处于一种
异丁醇是一种新型能源。科研人员研究了酿酒酵母的异丁醇合成途径（如图1），尝试对其进行改造，以期实现大规模生产（如图2）。其中，质粒pUC18可实现目的基因在真核、原核细胞中过表达。
注：Ampr为氨苄青霉素抗性基因，氨苄青霉素可抑制细菌细胞壁的形成，对真核生物生长无影响his为组氨酸合成酶基因，组氨酸是微生物生长所必需限制性内切核酸酶识别序列及切割位点：BamHI：5’-G↓GATCC-3’ XhoI：5’-C↓TCGAG-3’ Sau3AI：5’-↓GATC-3’ SacI：5’-GAGCT↓C-3’
(1)为实现异丁醇大规模生产，可选取的目的基因是____。
(2)若选用XhoI和Sau3AI对质粒pUC18进行切割，为实现其与目的基因的连接，可在目的基因两端添加____ 。（编号选填）
①XhoI和Sau3AI的识别序列
②XhoI和BamHI的识别序列
③SacI和Sau3AI的识别序列
④SacI和BamHI的识别序列
(3)下列关于培养基I~ III的叙述正确的是____。
(4)启动子的表达具有物种特异性，为了大量获得重组质粒并高效筛选异丁醇生产菌种，图10中的大肠杆菌和酿酒酵母需具备的特点是____。
(5)线性化后的重组质粒可随机整合到酿酒酵母的染色体DNA中并稳定表达。经上述流程获得的异丁醇生产菌种在适宜条件下培养，异丁醇产量较野生型酿酒酵母减少，试分析此类菌种异丁醇产量减少的原因。____ 。
为初步筛选异丁醇高产菌种，科研人员构建了相关载体，并导入异丁醇生产菌种，载体的部分序列及筛选原理如图3。
(6)已知BmoR基因的编码链序列为5’-GTGTTAATAT······GATTCATGAA-3’，若将其编码的亮氨酸替换为天冬氨酸，可提高BmoR蛋白与异丁醇的结合能力。现利用PCR技术定点突变改造BmoR蛋白，需设计的引物的序列是____ 。（编号选填）（密码子：亮氨酸5’-UUA-3’，天冬氨酸5’-GAC-3’）
①5’- ATATGTCCAC -3’ ②5’-GTGGACATAT -3’
③5’- GATTCATGAA -3’ ④5’-TTCATGAATC -3’
(7)结合图3及所学知识，分析利用上述载体筛选异丁醇高产菌种的原理____ 。
(8)发酵罐是发酵工程中常用的生物反应器，其主要作用是____。
注：Ampr为氨苄青霉素抗性基因，氨苄青霉素可抑制细菌细胞壁的形成，对真核生物生长无影响his为组氨酸合成酶基因，组氨酸是微生物生长所必需限制性内切核酸酶识别序列及切割位点：BamHI：5’-G↓GATCC-3’ XhoI：5’-C↓TCGAG-3’ Sau3AI：5’-↓GATC-3’ SacI：5’-GAGCT↓C-3’
(1)为实现异丁醇大规模生产，可选取的目的基因是____。
| A．酶A基因 | B．酶B抑制基因 |
| C．酶E基因 | D．酶F抑制基因 |
(2)若选用XhoI和Sau3AI对质粒pUC18进行切割，为实现其与目的基因的连接，可在目的基因两端添加
①XhoI和Sau3AI的识别序列
②XhoI和BamHI的识别序列
③SacI和Sau3AI的识别序列
④SacI和BamHI的识别序列
(3)下列关于培养基I~ III的叙述正确的是____。
| A．培养基I是鉴别培养基 |
| B．培养基II可形成单个菌落 |
| C．培养基I和II的营养成分相同 |
| D．培养基I和III的营养成分相同 |
(4)启动子的表达具有物种特异性，为了大量获得重组质粒并高效筛选异丁醇生产菌种，图10中的大肠杆菌和酿酒酵母需具备的特点是____。
| A．氨苄青霉素抗性大肠杆菌 |
| B．氨苄青霉素敏感大肠杆菌 |
| C．组氨酸合成正常酿酒酵母 |
| D．组氨酸合成缺陷酿酒酵母 |
(5)线性化后的重组质粒可随机整合到酿酒酵母的染色体DNA中并稳定表达。经上述流程获得的异丁醇生产菌种在适宜条件下培养，异丁醇产量较野生型酿酒酵母减少，试分析此类菌种异丁醇产量减少的原因。
为初步筛选异丁醇高产菌种，科研人员构建了相关载体，并导入异丁醇生产菌种，载体的部分序列及筛选原理如图3。
(6)已知BmoR基因的编码链序列为5’-GTGTTAATAT······GATTCATGAA-3’，若将其编码的亮氨酸替换为天冬氨酸，可提高BmoR蛋白与异丁醇的结合能力。现利用PCR技术定点突变改造BmoR蛋白，需设计的引物的序列是
①5’- ATATGTCCAC -3’ ②5’-GTGGACATAT -3’
③5’- GATTCATGAA -3’ ④5’-TTCATGAATC -3’
(7)结合图3及所学知识，分析利用上述载体筛选异丁醇高产菌种的原理
(8)发酵罐是发酵工程中常用的生物反应器，其主要作用是____。
| A．隔绝外界空气 |
| B．模拟微生物细胞代谢所需环境 |
| C．杀灭微生物的芽孢 |
| D．提供液体环境便于收集发酵液 |
生物柴油作为新型能源已经成为世界上应用最广泛、发展迅猛的可再生能源之一。研究人员利用基因工程的方法，将油料作物紫苏的产油基因DGAT1与含有氨苄青霉素抗性基因的pMD克隆质粒构建pMD—DGAT1重组质粒，然后导入大肠杆菌扩大培养；再提取出扩增的pMD—DGAT1克隆质粒，与pBI121空载体同时用XbaI、BamH I两种酶酶切，构建pBI121—DGAT1表达载体：最后将表达载体导入四尾栅藻获得产油微藻，利用地热废水培养产油微藻不仅能生产生物柴油，还能治理地热废水。
（1）提取紫苏组织细胞RNA经过_________ 得到cDNA，再利用PCR技术扩增得到DGAT1基因。在PCR扩增之前，需要对DGAT1基因进行一次预变性的目的是________ ；在扩增DGAT1基因时，需要根据____________ 设计特异性引物序列。
（2）在配制培养大肠杆菌的培养基时，要在培养基灭菌并冷却到30℃左右后，加入用无菌水配制的适宜浓度的氨苄青霉素溶液，氨苄青霉素不能与培养基一同灭菌的原因可能是__________ 。
（3）将DGAT1基因插入到pBI121空载体的启动子与终止子之间的目的是___________ 。若用DGAT1基因探针检测产油微藻，能检测到细胞中的___________ ；判断产油微藻细胞中DGAT1基因是否成功表达，需要加入_________ 进行检测。
（4）为检测产油微藻对地热废水的去污能力，研究人员设计实验并得到相应实验结果如下表。
该实验不能说明产油微藻显著提高了去污能力。请进一步完善实验设计：_________ 。
（1）提取紫苏组织细胞RNA经过
（2）在配制培养大肠杆菌的培养基时，要在培养基灭菌并冷却到30℃左右后，加入用无菌水配制的适宜浓度的氨苄青霉素溶液，氨苄青霉素不能与培养基一同灭菌的原因可能是
（3）将DGAT1基因插入到pBI121空载体的启动子与终止子之间的目的是
（4）为检测产油微藻对地热废水的去污能力，研究人员设计实验并得到相应实验结果如下表。
指标 | 总氮（mg/L） | 总磷（mg/L） | 氟化物（mg/L） |
废水培养基 | 23.2 | 4.32 | 4.56 |
培养转基因产油微藻11天后 | 1.9 | 0.45 | 0.84 |
该实验不能说明产油微藻显著提高了去污能力。请进一步完善实验设计：
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