Question

【题目】（一）目前我国主要利用淀粉原料生产酒精。

（1）淀粉原料需经过一系列处理才能用于酵母菌发酵，原因是________。在处理中可利用α-淀粉酶、β-淀粉酶和_______酶。进行酵母菌菌种扩大培养时，若培养液中酸度明显升高，说明培养液被___________污染。

（2）发酵前期，酵母菌的繁殖速度较快，原因是发酵液中含有一定量的___________ 和充足的营养物质。发酵时，当培养液中乙醇浓度超过________ 时，酵母菌就会死亡。

（3）在 pH=3．2 的乙酸-乙酸铵缓冲液中，乙醇使甲基橙褪色。由此，可用_____ 法检测发酵液中的乙醇浓度，乙醇浓度与 OD 值的关系是 ________。

（4）将酵母菌_______处理，不仅可以提高细胞密度，且可以反复使用，提高产量。

（二）人血清白蛋白（HSA）在临床上需求量很大，通常从人血液中提取，但提取量有限，因此科学家利用基因工程和胚胎工程等技术培育转 HSA 基因牛，该种牛能生产含 HSA 的牛乳，下图是培育流程图，据图回答下列问题：

（1）图中过程①需要用___________ 酶最终得到双链 DNA 分子；该 DNA 分子往往需要经过 PCR 扩增。为了能与酶切后的质粒进行连接，需要在扩增前设计的引物上添加_________。

（2）过程②是基因工程的核心步骤，为了提高该过程的连接成功率，除了要考虑温度等环境因素外，还应考虑_________（至少写 2 点）因素。

（3）若过程③选用牛胚胎干细胞作为受体细胞，则过程④利用的技术有_________ ， 若将上述重组胚胎干细胞直接注入囊胚期的内细胞团，___（填一定不、 不一定或一定）能得到产生含 HSA 牛乳的转基因牛，原因是_________。

（4）若过程③选用受精卵作为受体细胞，则在进行过程⑤之前，需要对早期胚胎细胞进行 DNA分析和_______ ；若在转基因母牛的牛乳中检测到_______ ，说明 HSA 基因成功表达。

Answer 1

【答案】酵母菌不能直接利用淀粉 糖化淀粉酶 产酸微生物 溶解氧（O2或氧气） 16% 光电比色法 负相关(反比例) 固定化 逆转录酶和DNA聚合酶 限制性核酸内切酶酶切位点（酶切位点） 目的基因的浓度和质量、质粒的浓度和质量、DNA连接酶的浓度和活性 胚胎体外培养 不一定 注入的重组胚胎干细胞不一定分裂、分化形成乳腺组织 性别鉴定 HSA（或人血清白蛋白 ）

【解析】

1、酵母菌属于兼性厌氧型的微生物，在有氧的条件下进行有氧呼吸，产生二氧化碳和水，在无氧的条件下，进行无氧呼吸，产生酒精和二氧化碳，当酒精浓度过高时，会抑制酵母菌的生长繁殖甚至死亡。

2、基因工程技术的基本步骤：

（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成；

（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等；

（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法；

（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术；个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

（一）（1）酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用做发酵原料的淀粉需经一系列复杂的过程转化为葡萄糖才能被利用。分解淀粉可利用α-淀粉酶、β-淀粉酶和糖化淀粉酶。酵母菌扩大培养时，若被产酸微生物污染，则培养液酸度升高。

（2）在发酵初期，溶解氧和营养物质充足，酵母菌进行有氧呼吸进行大量繁殖。当培养液中乙醇的浓度超过16%时，酵母菌就会死亡。

（3）在 pH=3．2 的乙酸-乙酸铵缓冲液中，乙醇使甲基橙褪色，通过测定OD值反应发酵液中的乙醇浓度使用的方法是光电比色法，乙醇浓度与OD值成负相关关系。

（4）固定化酵母细胞，能使酵母菌反复使用，提高发酵产量。

（二）（1）RNA逆转录为DNA需要逆转录酶和DNA聚合酶的参与。扩增目的基因时通常需要设计引物，往往在引物上添加限制性核酸内切酶酶切位点，便于目的基因与酶切后的质粒进行连接。

（2）基因工程的核心步骤是表达载体的构建。为了使目的基因和质粒载体连接成功，需要考虑的因素有温度、目的基因的浓度和质量、质粒的浓度和质量、DNA连接酶的浓度和活性等。

（3）胚胎干细胞作为受体细胞，发育成早期胚胎，需要进行胚胎体外培养。由于注入的重组胚胎干细胞不一定分裂、分化形成乳腺组织，所以上述重组胚胎干细胞直接注入囊胚期的内细胞团不一定能得到产生含 HSA 牛乳的转基因牛。

（4）若用受精卵作为受体细胞，为了获得母羊，移植前需对已成功转入目的基因的早期胚胎进行DNA分析和性别鉴定。基因表达的产物是蛋白质，若在转基因母牛的牛乳中检测到人血清白蛋白，则说明HSA 基因成功表达。