法尼烯是某些植物合成的脂溶性物質(zhì)，可抵御蟲害，在醫(yī)藥、化妝品及能源方面具有重要用途。植物合成的法尼烯量很少，難以提取，科研人員嘗試?yán)没蚬こ碳夹g(shù)改造酵母菌以實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)法尼烯。
（1）與大腸桿菌相比，酵母細(xì)胞最顯著的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是 有核膜包被的細(xì)胞核有核膜包被的細(xì)胞核。酵母菌具有大腸桿菌的 具有繁殖速度較快、遺傳背景清晰、基因工程操作技術(shù)成熟具有繁殖速度較快、遺傳背景清晰、基因工程操作技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，因而也常被改造為基因工程菌。
（2）科研人員將編碼法尼烯合成酶（F酶）的基因?qū)虢湍妇校脑旌蟮慕湍妇鶴可利用葡萄糖作為原料生產(chǎn)法尼烯，合成途徑如圖1所示。據(jù)圖分析，F(xiàn)酶與酵母菌自身的E酶催化合成相應(yīng)產(chǎn)物時(shí)需利用物質(zhì)P，形成 競爭競爭關(guān)系，制約了法尼烯的產(chǎn)量。
（3）為解決上述問題，科研人員向酵母菌Q中導(dǎo)入生長素（IAA）合成酶基因、IAA受體基因等多個(gè)基因，獲得酵母菌I。在酵母菌I中，自身持續(xù)合成的IAA作為 信號分子信號分子，與其受體結(jié)合，可引發(fā)受體與外源的蛋白B結(jié)合，進(jìn)而將與蛋白B所融合的E酶降解，使物質(zhì)P更多用于合成法尼烯。據(jù)此可知，對酵母菌1的基因改造還包括導(dǎo)入 蛋白B基因與E酶基因的結(jié)合蛋白B基因與E酶基因的結(jié)合基因以替換原有的 E酶E酶基因。
（4）發(fā)酵實(shí)驗(yàn)檢測發(fā)現(xiàn)酵母菌1合成法尼烯的增量并不顯著，推測由于酵母菌I增殖發(fā)育受到了抑制。因此科研人員將酵母菌I經(jīng)系列改造得到酵母菌K，如圖2所示。
①在酵母菌I中分別導(dǎo)入可合成IP（一種細(xì)胞分裂素）的A酶基因及IP受體基因。據(jù)圖2分析，酵母菌K可合成IP并分泌至胞外，當(dāng)酵母菌K密度增大使培養(yǎng)液中IP積累至臨界濃度時(shí)，IP進(jìn)入細(xì)胞，與 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的受體結(jié)合，激活Y蛋白進(jìn)入細(xì)胞核與啟動(dòng)子結(jié)合激活Y蛋白進(jìn)入細(xì)胞核與啟動(dòng)子結(jié)合，開啟目標(biāo)基因的表達(dá)。
②為實(shí)現(xiàn)在酵母菌K中通過IP動(dòng)態(tài)調(diào)控E酶的降解，在改造酵母菌K的過程中，應(yīng)將酵母菌I中 aa的啟動(dòng)子替換為圖2中的啟動(dòng)子。同時(shí)圖2中目標(biāo)基因之一選用 dd以實(shí)現(xiàn)IP調(diào)節(jié)過程的正反饋。（以上兩空均選填下列選項(xiàng)前的字母）
a.IAA合成酶基因
b.E酶基因
c.F酶基因
d.A酶基因
e.IP受體-E酶融合基因
f.IAA受體-F酶融合基因
（5）科研人員用不同酵母菌進(jìn)行發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，檢測法尼烯產(chǎn)量及發(fā)酵過程中酵母菌的數(shù)量，結(jié)果如圖3所示。
根據(jù)圖3實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合上述研究，闡釋酵母菌K法尼烯產(chǎn)量最優(yōu)的原因是 酵母菌K密度低時(shí)，IP信號弱，E酶催化產(chǎn)生物質(zhì)S，滿足生存需要，菌體數(shù)量上升。酵母菌K密度增長到臨界濃度后，通過正反饋調(diào)節(jié)快速提升IP含量，促進(jìn)IAA合成酶基因表達(dá)，IAA合成增加，引發(fā)更多E酶降解，使物質(zhì)P更多用于法尼烯合成酵母菌K密度低時(shí)，IP信號弱，E酶催化產(chǎn)生物質(zhì)S，滿足生存需要，菌體數(shù)量上升。酵母菌K密度增長到臨界濃度后，通過正反饋調(diào)節(jié)快速提升IP含量，促進(jìn)IAA合成酶基因表達(dá)，IAA合成增加，引發(fā)更多E酶降解，使物質(zhì)P更多用于法尼烯合成。
【答案】有核膜包被的細(xì)胞核；具有繁殖速度較快、遺傳背景清晰、基因工程操作技術(shù)成熟；競爭；信號分子；蛋白B基因與E酶基因的結(jié)合；E酶；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；激活Y蛋白進(jìn)入細(xì)胞核與啟動(dòng)子結(jié)合；a；d；酵母菌K密度低時(shí)，IP信號弱，E酶催化產(chǎn)生物質(zhì)S，滿足生存需要，菌體數(shù)量上升。酵母菌K密度增長到臨界濃度后，通過正反饋調(diào)節(jié)快速提升IP含量，促進(jìn)IAA合成酶基因表達(dá)，IAA合成增加，引發(fā)更多E酶降解，使物質(zhì)P更多用于法尼烯合成
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/6/14 8:0:9組卷：18引用：2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：27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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