学进去-教育应平等而普惠
试题
类型:非选择题
难度系数:0.15
所属科目:高中生物
学习以下材料,回答(1)~(4)题。
构建“动态调控”的工程酵母菌
酿酒酵母作为极具潜力的细胞工厂,经遗传改造后被广泛的应用于生物燃料、化工产品、医药保健品等的合成,但代谢途径改变常造成细胞生长受损即存在“生长”与“生产”之间的矛盾。为解决这一矛盾,我国研究者在酿酒酵母中构建了群体密度调控的蛋白降解系统。
在酿酒酵母中表达拟南芥的细胞分裂素合成酶和细胞分裂素受体.并使细胞分裂素响应途径与酵母菌内源的Ypd1-Skn7信号转导途径结合,构建出群体密度感应系统,如图。当菌体密度增至足够高时,扩散到胞外的细胞分裂素浓度达到一定阈值,会进入细胞与受体结合,引起Skn7与特定启动子中一段重复序列(SD)结合,导致下游基因从低表达状态显著上调表达水平,通过选择适当的下游基因,实现了细胞分裂素信号的正反馈激活。研究者利用绿色荧光蛋白基因(GFP)作为报告基因进行检测,发现当酵母菌菌体数量达到一定值时,荧光强度开始随菌体数量增加而显著增强。

生长素受体与生长素(IAA)结合后,可进一步结合特定蛋白并导致特定蛋白的降解。这些特定蛋白中共同的氨基酸序列称为IAA蛋白降解决定子。研究者在酵母菌中表达生长素受体,并将IAA蛋白降解决定子与目标蛋白融合表达,构建了IAA诱导的蛋白降解系统。
法尼烯是喷气燃料的替代品。酿酒酵母可利用F酶将法尼基焦磷酸(FPP)合成为法尼烯,E酶会与F酶竞争FPP催化合成麦角固醇,麦角固醇过少时严重影响菌体数量增加。研究者将群体密度感应系统和IAA诱导的蛋白降解系统整合,使工程酵母菌生长到一定密度后,才启动E酶的降解,实现对其代谢的动态调控,提高了生产效率。
(1)研究者从拟南芥中____目的基因,构建____后再导入酿酒酵母,经检测鉴定后获得工程菌。
(2)如何通过提高细胞分裂素浓度实现其信号的正反馈激活,请选择适宜的基因和启动子填在图中。①____________基因A:____基因B:____
a.持续表达下游基因的启动子
b.能结合细胞分裂素的启动子
c.含有SD的启动子
d.细胞分裂素合成酶基因
e.细胞分裂素受体基因
(3)为将群体密度感应系统和IAA诱导的蛋白降解系统整合入酿酒酵母,从而解决法尼烯生产中的问题,一方面需要将群体密度感应系统中的____基因替换为IAA合成酶基因,一方面还需导入____基因替换酵母菌内源的E酶基因。
(4)综合所学知识和文中信息,以下说法正确的是____。
A.利用酿酒酵母工业生产法尼烯涉及发酵工程和基因工程技术
B.文中的两个系统均属于转录水平的代谢调控手段
C.工程菌大量增殖后,细胞分裂素合成多,IAA合成少,利于F酶催化FPP合成法尼烯
D.通过引入两个系统,实现了工程菌生长和生产的平衡,有利于提高法尼烯生产效率
E.该策略也可推广至酿酒酵母多种代谢途径的调控,应用前景广阔
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