木質(zhì)纖維素是地球上最為豐富的可再生資源，中國科學(xué)家利用基因工程的方法構(gòu)建了一株嗜熱厭氧桿菌H，以花生殼、玉米芯等為原料發(fā)酵生產(chǎn)生物燃料乙醇，以期提高農(nóng)業(yè)廢棄物的整體利用價(jià)值。據(jù)此回答下列問題：
（1）研究者將取樣器放入溫泉底部取樣，將樣本加入到含有 無菌水無菌水的錐形瓶中稀釋，利用厭氧技術(shù)將稀釋液接種到以纖維素為 唯一碳源唯一碳源的培養(yǎng)基中初步獲得能降解纖維素的嗜熱厭氧桿菌。培養(yǎng)過程所用的玻璃器皿需用 干熱滅菌（濕熱滅菌、高壓蒸汽滅菌）干熱滅菌（濕熱滅菌、高壓蒸汽滅菌）（填方法）滅菌。
（2）基于嗜熱厭氧桿菌的特殊代謝能力（圖a），研究人員構(gòu)建了雙功能醇醛脫氫酶基因（Adh）的過量表達(dá)載體，圖b為構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)所需的關(guān)鍵條件。
①為保證雙功能醇醛脫氫酶基因（Adh）能通過雙酶切以正確方向插入質(zhì)粒，需設(shè)計(jì)引物1和引物2，其中引物1的序列為5’GGTACCGTACCTTTGTGGTACCGTACCTTTGT3’。
②將重組表達(dá)載體導(dǎo)入嗜熱厭氧桿菌，然后置于含有 紅霉素紅霉素的選擇培養(yǎng)基中進(jìn)行篩選，經(jīng)鑒定及擴(kuò)大培養(yǎng)得到工程菌。
（3）將構(gòu)建的工程菌進(jìn)行搖瓶發(fā)酵，結(jié)果發(fā)現(xiàn)乙醇產(chǎn)量提高，副產(chǎn)物乙酸產(chǎn)量下降。結(jié)合其代謝途徑，分析出現(xiàn)這種結(jié)果的原因 Adb基因過量表達(dá)的Adh酶增多，與P酶競爭結(jié)合乙酰輔酶AAdb基因過量表達(dá)的Adh酶增多，與P酶競爭結(jié)合乙酰輔酶A。
（4）嗜熱厭氧桿菌最適生長溫度為55-75℃，產(chǎn)物乙醇在溫度超過50℃即可快速蒸餾出。相對于傳統(tǒng)的發(fā)酵菌株，利用嗜熱厭氧桿菌發(fā)酵產(chǎn)乙醇主要有優(yōu)勢 ①高溫發(fā)酵可殺滅雜菌或抑制雜菌的生長，從而減少發(fā)酵污染；②高溫能夠促進(jìn)乙醇的回收，有利于連續(xù)蒸餾；③嗜熱厭氧菌在大規(guī)模培養(yǎng)時(shí)不需要供氧；④高溫環(huán)境下微生物代謝活性及產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率較高①高溫發(fā)酵可殺滅雜菌或抑制雜菌的生長，從而減少發(fā)酵污染；②高溫能夠促進(jìn)乙醇的回收，有利于連續(xù)蒸餾；③嗜熱厭氧菌在大規(guī)模培養(yǎng)時(shí)不需要供氧；④高溫環(huán)境下微生物代謝活性及產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率較高（寫出兩點(diǎn)即可）。
【考點(diǎn)】基因工程在農(nóng)牧、醫(yī)療、食品等方面的應(yīng)用；無菌技術(shù) 常用的消毒和滅菌方法；選擇培養(yǎng)基；發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥、農(nóng)牧業(yè)等工業(yè)上的應(yīng)用．
【答案】無菌水；唯一碳源；干熱滅菌（濕熱滅菌、高壓蒸汽滅菌）；GGTACCGTACCTTTGT；紅霉素；Adb基因過量表達(dá)的Adh酶增多，與P酶競爭結(jié)合乙酰輔酶A；①高溫發(fā)酵可殺滅雜菌或抑制雜菌的生長，從而減少發(fā)酵污染；②高溫能夠促進(jìn)乙醇的回收，有利于連續(xù)蒸餾；③嗜熱厭氧菌在大規(guī)模培養(yǎng)時(shí)不需要供氧；④高溫環(huán)境下微生物代謝活性及產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率較高
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/4/23 12:26:7組卷：39引用：4難度：0.5
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1．人類基因組計(jì)劃測定了人體的24條染色體，這24條染色體是（ ）
發(fā)布：2024/12/31 0:30:1組卷：112引用：7難度：0.7 -
2．學(xué)習(xí)以下材料，回答（1）～（4）題。
利用抑制性tRNA進(jìn)行無義突變遺傳病的治療
無義突變是由于某個(gè)堿基的改變使代表某種氨基酸的密碼子突變?yōu)榻K止密碼子（UAA、UAG或UGA），從而使肽鏈合成提前終止，造成蛋白質(zhì)的功能改變，引發(fā)相關(guān)疾病。約有10%～15%的人類基因相關(guān)遺傳疾病是由無義突變引發(fā)的。常規(guī)的基因治療是將正?；虻腸DNA序列或是有治療價(jià)值的基因（如CRISPR-Cas9相關(guān)的基因編輯工具）通過一定的方式導(dǎo)入人體靶細(xì)胞內(nèi)，達(dá)到替代或修復(fù)缺陷基因、治療疾病的目的。導(dǎo)入基因插入位置不當(dāng)、過高或過低表達(dá)，都可能會(huì)導(dǎo)致副作用。盡管基因編輯可以實(shí)現(xiàn)生理水平的基因表達(dá)，但基因編輯工具引入外源蛋白可能引發(fā)強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)仍然是巨大的挑戰(zhàn)。
抑制性tRNA（sup-tRNA）由天然tRNA改造而來，它的反密碼子通過堿基配對原則可以識別無義突變的終止密碼子，使得mRNA在翻譯至無義突變位點(diǎn)時(shí)不啟動(dòng)翻譯終止而是繼續(xù)向后進(jìn)行翻譯，獲得有功能的全長蛋白。
I型黏多糖貯積癥的病因，是相關(guān)基因發(fā)生無義突變，產(chǎn)生終止密碼子UAG。研究者構(gòu)建小鼠該突變基因mldua和Flag基因融合的載體（圖1），以及針對該無義突變設(shè)計(jì)的sup-tRNA表達(dá)載體（產(chǎn)生的sup-tRNA能夠識別UAG并攜帶酪氨酸Tyr,簡寫作sup-tRNATyr），將其導(dǎo)入細(xì)胞進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)與具有相似作用的化合物G418比較，sup--tRNA的作用更加顯著（圖2）；進(jìn)一步利用重組腺相關(guān)病毒作為載體將sup-tRNA導(dǎo)入患病小鼠模型中，實(shí)驗(yàn)顯示能夠降低黏多糖過度積存，實(shí)現(xiàn)對該病癥的有效治療，其療效可以持續(xù)半年以上。
從整體來看，G418在促進(jìn)跨越無義突變位點(diǎn)繼續(xù)翻譯時(shí)引入的氨基酸較為隨機(jī)，而sup-tRNA引入的氨基酸較為單一，且不會(huì)影響內(nèi)源tRNA穩(wěn)態(tài)，所以sup-tRNA在個(gè)體治療中具有很高的安全性，因而在未來基因突變引起的疾病相關(guān)治療中具有非常大的應(yīng)用前景。
（1）侵染時(shí)，作為載體的重組腺相關(guān)病毒與靶細(xì)胞膜上的發(fā)生識別，引發(fā)內(nèi)吞，進(jìn)入細(xì)胞后釋放單鏈DNA作為模板，利用宿主細(xì)胞的催化合成其互補(bǔ)DNA鏈，再經(jīng)過過程產(chǎn)生sup-tRNA。
（2）除了引入的氨基酸較為單一，不影響內(nèi)源tRNA穩(wěn)態(tài)，我們還可推斷，用于治療的sup-tRNA在正常終止密碼子處（填“能”或“不能”）繼續(xù)往后翻譯，具有很高的安全性。
（3）研究者構(gòu)建mldua突變基因和Flag基因融合的載體，目的是通過檢測來確定是否跨越無義突變位點(diǎn)繼續(xù)向后翻譯。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相比于化合物G418，sup-tRNA在促進(jìn)無義突變位點(diǎn)的翻譯方面更加有效，支持這一結(jié)論的依據(jù)是：。
（4）有文獻(xiàn)報(bào)道，已在近1000個(gè)不同的人類基因中發(fā)現(xiàn)了7500多個(gè)無義突變。常規(guī)的基因治療需要為每種疾病設(shè)計(jì)獨(dú)特的治療策略，這將是一項(xiàng)耗費(fèi)驚人的項(xiàng)目。據(jù)此說明sup-tRNA的應(yīng)用價(jià)值。發(fā)布：2025/1/3 8:0:1組卷：26引用：1難度：0.6 -
3．幾丁質(zhì)是許多真菌細(xì)胞壁的重要成分，自然界有些植物能產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶催化幾丁質(zhì)水解從而抵抗真菌感染。通過基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入沒有抗性的植物體內(nèi)，可增強(qiáng)其抗真菌的能力。如圖表示為獲取幾丁質(zhì)酶基因而建立cDNA文庫的過程。
（1）圖示以mRNA為材料通過法獲得cDNA，該方法依據(jù)的原理是，通過這種方法獲得的基因中因缺乏和結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致將其直接導(dǎo)入受體細(xì)胞中不能復(fù)制和表達(dá)。
（2）與選用老葉相比，選用嫩葉更容易提取到mRNA，原因是，且提取RNA時(shí)，提取液中需添加RNA酶抑制劑，其目的是。
（3）將從cDNA文庫中獲得的幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體用酶和DNA連接處理后連接起來，構(gòu)建基因表達(dá)載體，DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是。發(fā)布：2025/1/5 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.7
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