Question

（四）生物技术广泛应用于医疗、农业、工业等领域．下列是与生物工程类相关的问题：
Ⅰ．生物柴油是一种可再生的清洁能源，其应用在一定程度上能够减缓人类对化石燃料的消耗，科学家发现，在微生物M产生的脂肪酶作用下，植物油与甲醇反应能够合成生物柴油（如下图）．

（1）筛选产脂肪酶的微生物M时，选择培养基中添加的植物油为微生物生长提供

 

，培养基灭菌采用的最适方法是

 

法．
（2）可利用

 

技术使脂肪酶能够重复使用．
（3）若需克隆脂肪酶基因，可应用耐热DNA聚合酶催化的

 

技术．
Ⅱ．生长激素在治疗激素分泌过少的矮小症方面有积极的作用．为了批量生产生长激素，可以采取转基因技术将控制生长激素合成的基因转移到微生物细胞内．
下列是涉及此转基因技术的几种限制酶识别序列及其割位点；图1、图2中箭头表示相关限制酶对质粒和供体DNA的切割位点：

请回答下列问题：
（1）四种酶切位点相比较，Sma I酶切位点结构最稳定，原因是

 

（2）用图中的质粒和目的基因构建重组质粒，不能使用Sma I切割，原因是

 

．
（3）与只是用EcoR I 相比较，使用BamH I和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、目的基因的优点在于可以防止

 

．
（4）为了检测基因转导的成功，需要在培养微生物的培养基中加入

 

，若微生物能正常生长，说明转导成功．

Answer 1

考点：培养基对微生物的选择作用,制备和应用固相化酶,基因工程的原理及技术

专题：

分析：1、微生物的营养物质：水、碳源、氮源、无机盐、生长因子． 培养基灭菌采用的最适方法是高压、高温、蒸汽灭菌法．
2、游离态酶的稳定性差，并且难以回收利用，而固定化酶不但能够重复利用，还能提高产品质量．
3、DNA分子的热稳定性与DNA分子中的氢键有关，氢键越多越稳定．而在DNA分子中存在A-T、C-G两种碱基对，其中A和T之间有两个氢键连接，而C和G之间以三个氢键连接，因此C-G碱基对比例越高，DNA分子越稳定．

解答： 解：Ⅰ（1）植物油属于脂肪中的一种，其元素组成只有CHO，因此筛选产脂肪酶的微生物M时，选择培养基中添加的植物油为微生物生长提供碳源．培养基灭菌采用的最适方法是高压、高温、蒸汽灭菌法．
（2）可利用固定化酶技术使脂肪酶能够重复使用．
（3）若需克隆脂肪酶基因，可应用耐热DNA聚合酶催化的PCR（或：多聚链式反应，聚合酶链式反应）技术．
Ⅱ（1）DNA分子的热稳定性与DNA分子中的氢键有关，氢键越多越稳定．而在DNA分子中存在A-T、C-G两种碱基对，其中A和T之间有两个氢键连接，而C和G之间以三个氢键连接，因此C-G碱基对比例越高，DNA分子越稳定，因此四种酶切位点相比较，Sma I酶切位点结构最稳定．
（2）图中质粒的标记基因为抗生素抗性基因，而Sma I的切割位点就在该基因上，SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因，因此不能使用Sma I切割．
（3）由于同种限制酶切割形成的黏性末端相同，为防止酶切后单个含目的基因的DNA片段自身连接成环状，不能使用EcoRⅠ．
（4）为了检测基因转导的成功，需要在培养微生物的培养基中加入抗生素，若微生物能正常生长，说明转导成功．
故答案为：
Ⅰ．（1）碳源   高压、高温、蒸汽灭菌
（2）固定化酶
（3）PCR（或：多聚链式反应，聚合酶链式反应）
Ⅱ．（1）碱基C-G具有三对氢键
（2）SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因
（3）质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
（4）抗生素

点评：本题考查了微生物培养和基因工程的相关知识，意在考查考生的识记能力和分析能力，难度适中．考生要能够识记培养基灭菌的一般方法，识记PCR技术的应用；理解运用不同的限制酶切割可以防止自身环化；并且理解C-G碱基对与DNA分子稳定性之间的关系．