Question

【題目】（一）目前我國主要利用淀粉原料生產酒精。

（1）淀粉原料需經過一系列處理才能用于酵母菌發酵，原因是________。在處理中可利用α-淀粉酶、β-淀粉酶和_______酶。進行酵母菌菌種擴大培養時，若培養液中酸度明顯升高，說明培養液被___________污染。

（2）發酵前期，酵母菌的繁殖速度較快，原因是發酵液中含有一定量的___________ 和充足的營養物質。發酵時，當培養液中乙醇濃度超過________ 時，酵母菌就會死亡。

（3）在 pH=3．2 的乙酸-乙酸銨緩沖液中，乙醇使甲基橙褪色。由此，可用_____ 法檢測發酵液中的乙醇濃度，乙醇濃度與 OD 值的關系是 ________。

（4）將酵母菌_______處理，不僅可以提高細胞密度，且可以反復使用，提高產量。

（二）人血清白蛋白（HSA）在臨床上需求量很大，通常從人血液中提取，但提取量有限，因此科學家利用基因工程和胚胎工程等技術培育轉 HSA 基因牛，該種牛能生產含 HSA 的牛乳，下圖是培育流程圖，據圖回答下列問題：

（1）圖中過程①需要用___________ 酶最終得到雙鏈 DNA 分子；該 DNA 分子往往需要經過 PCR 擴增。為了能與酶切后的質粒進行連接，需要在擴增前設計的引物上添加_________。

（2）過程②是基因工程的核心步驟，為了提高該過程的連接成功率，除了要考慮溫度等環境因素外，還應考慮_________（至少寫 2 點）因素。

（3）若過程③選用牛胚胎干細胞作為受體細胞，則過程④利用的技術有_________ ， 若將上述重組胚胎干細胞直接注入囊胚期的內細胞團，___（填一定不、 不一定或一定）能得到產生含 HSA 牛乳的轉基因牛，原因是_________。

（4）若過程③選用受精卵作為受體細胞，則在進行過程⑤之前，需要對早期胚胎細胞進行 DNA分析和_______ ；若在轉基因母牛的牛乳中檢測到_______ ，說明 HSA 基因成功表達。

Answer 1

【答案】酵母菌不能直接利用淀粉 糖化淀粉酶 產酸微生物 溶解氧（O2或氧氣） 16% 光電比色法 負相關(反比例) 固定化 逆轉錄酶和DNA聚合酶 限制性核酸內切酶酶切位點（酶切位點） 目的基因的濃度和質量、質粒的濃度和質量、DNA連接酶的濃度和活性 胚胎體外培養 不一定 注入的重組胚胎干細胞不一定分裂、分化形成乳腺組織 性別鑒定 HSA（或人血清白蛋白 ）

【解析】

1、酵母菌屬于兼性厭氧型的微生物，在有氧的條件下進行有氧呼吸，產生二氧化碳和水，在無氧的條件下，進行無氧呼吸，產生酒精和二氧化碳，當酒精濃度過高時，會抑制酵母菌的生長繁殖甚至死亡。

2、基因工程技術的基本步驟：

（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成；

（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等；

（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法；

（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術；個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（一）（1）酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶類，用做發酵原料的淀粉需經一系列復雜的過程轉化為葡萄糖才能被利用。分解淀粉可利用α-淀粉酶、β-淀粉酶和糖化淀粉酶。酵母菌擴大培養時，若被產酸微生物污染，則培養液酸度升高。

（2）在發酵初期，溶解氧和營養物質充足，酵母菌進行有氧呼吸進行大量繁殖。當培養液中乙醇的濃度超過16%時，酵母菌就會死亡。

（3）在 pH=3．2 的乙酸-乙酸銨緩沖液中，乙醇使甲基橙褪色，通過測定OD值反應發酵液中的乙醇濃度使用的方法是光電比色法，乙醇濃度與OD值成負相關關系。

（4）固定化酵母細胞，能使酵母菌反復使用，提高發酵產量。

（二）（1）RNA逆轉錄為DNA需要逆轉錄酶和DNA聚合酶的參與。擴增目的基因時通常需要設計引物，往往在引物上添加限制性核酸內切酶酶切位點，便于目的基因與酶切后的質粒進行連接。

（2）基因工程的核心步驟是表達載體的構建。為了使目的基因和質粒載體連接成功，需要考慮的因素有溫度、目的基因的濃度和質量、質粒的濃度和質量、DNA連接酶的濃度和活性等。

（3）胚胎干細胞作為受體細胞，發育成早期胚胎，需要進行胚胎體外培養。由于注入的重組胚胎干細胞不一定分裂、分化形成乳腺組織，所以上述重組胚胎干細胞直接注入囊胚期的內細胞團不一定能得到產生含 HSA 牛乳的轉基因牛。

（4）若用受精卵作為受體細胞，為了獲得母羊，移植前需對已成功轉入目的基因的早期胚胎進行DNA分析和性別鑒定�；�因表達的產物是蛋白質，若在轉基因母牛的牛乳中檢測到人血清白蛋白，則說明HSA 基因成功表達。