选修2-生物技术与工程-改编-发酵工程

选择性必修2,P20拓展应用2改编:

某研究小组从土壤中分离获得能分解纤维素的细菌(A 菌),从 A 菌中提取一种纤维素酶基因(CBHⅡ,长度为1.4kbp)并进行 PCR扩增,然后与高效表达载体 pUT质粒(长度约为 11.7kbp)连接构建成重组质粒并导入 A 菌,从而获得分解纤维素能力更强的工程菌(B菌)。

(1)采集土样时,可以选择树林中多年落叶形成的腐殖土,原因是 ____ 。采集到的样品加无菌水稀释后 __ (填需要或不需要)进行灭菌处理。

(2)CBHⅡ基因两端需添加相关酶切位点才能与图1 所示的 pUT质粒连接,因此扩增CBHⅡ基因时需在两种引物上分别添加 __ 序列和 _____ 序列。

限制酶

识别序列及酶切位点

Bgl II

A↓GATCT

BstE II

G↓GTAACC

Sac I

G↓AGCTC

Msp I

C↓CGG

BamH I

G↓GATCC

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(3)为了鉴定重组质粒是否构建成功,将重组质粒导入 A 菌,并将其接种在含 _____ 的培养基中培养,然后提取 3 个不同菌落的质粒分别进行双酶切验证,将酶切片段和CBHⅡ基因分别进行电泳,结果如图 2 所示。据此分析,菌落 ______ 中成功导入了重组质粒。

(4)为检测 B菌的纤维素分解能力,将含有 20%的纤维素的培养基分为三组,一组接种B 菌,一组不做处理,一组接种 _____ ,在相同条件下培养一段时间,测培养基中纤维素含量,结果如图 3 所示,说明 _____ 。

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答案解析

腐殖土中富含纤维素   不需要   AGATCT    GGTAACC

抗生素N

2、3   A菌   B菌分解纤维素的能力最强

解析

【解析】

【分析】

1、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

2、实验设计应遵循对照原则、单一变量原则和无关变量相同且适宜原则。

【详解】

(1)在自然条件下筛选目的菌,应在富含该菌种的环境中寻找,因腐殖土中富含纤维素,故欲从土壤中分离获得能分解纤维素的细菌,应选择树林中多年落叶形成的腐殖土;为避免目的菌被杀死,采集到的样品加无菌水稀释后不需要进行灭菌处理。

(2)为保证目的基因能正常表达,目的基因应插入到启动子和终止子之间,且应至少保留一个标记基因,故应选择Bgl II和BstE II进行酶切,故扩增CBHⅡ基因时需在两种引物上分别添加AGATCT序列和GGTAACC序列。

(3)由于用Bgl II和BstE II进行酶切后,抗生素M抗性基因被破坏,故为了鉴定重组质粒是否构建成功,将重组质粒导入 A 菌,并将其接种在含抗生物N培养基中培养;据图可知,用Bgl II和BstE II进行酶切后,该环状DNA应得到两个长度的片段,而图2中的2和3酶切片段有两个,符合题意,故据此推测,菌落2和3中成功导入了重组质粒。

(4)本实验目的为检测 B菌的纤维素分解能力,则实验的自变量为菌种类型,因变量为纤维素的分解能力,可用纤维素的剩余量进行比较说明,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故将含有 20%的纤维素的培养基分为三组(无关变量一致),一组接种B 菌,一组不做处理,一组接种A菌;据图3可知,对照组1的纤维素含量最高,B菌的纤维素含量最低,说明B菌分解纤维素的能力最强。

【点睛】

本题结合图解,考查基因工程、微生物的分离和培养,要求考生识记基因工程的原理和操作工具,掌握各操作工具的作用;识记微生物的分离和应用,能结合所学的知识准确答题。