Question

上海生命科学研究院植物生理生态研究所的覃重军，薛小莉几位研究员在国际上首次人工创建了单条染色体的真核细胞，完成了将单细胞真核生物酿酒酵母天然的十六条染色体人工创建为具有完整功能的单条染色体。为了创建一个只具有单一染色体的活酵母细胞，重军等人利用基因编辑工具CRISPR--Cas9切割端粒结构（每条染色体末端的重复核苷酸序列区域），将两条染色体组合在起博士研究生邵洋洋从2013年开始尝试并发展高效的染色体操作方法，历经4年时间，通过15轮染色体融合，最终成功创建了只有一条线型染色体的酿酒酵母菌株SY14（去除了染色体中多余的着丝粒，只保留其中一个）。研究发现，虽然人工创建的单条线型染色体的三维结构发生了巨大变化，但SY14酵母具有正常的细胞功能，基因表达只发生了微小变化，这颠覆了染色体三维结构决定基因时空达的传统观念，揭示了染色体三维结构与实现细胞生命功能的全新关系。

1.左图为覃重军等科学家获得的酿酒酵母菌株SY14的落，获得该图菌落的微生物接种方法是______，若希望大量繁殖SY14菌株，可使用___________（液体/半固体/固体）培养基对其进行后续培养。

2.根据上述材料，基因编辑工具 CRISPR-C-Cas9在功能上接近（    ）

A.限制酶 B.DNA链接酶 C.RNA聚合酶 D.DA聚合酶

3.请将下列关于酿酒酵母菌株SY14构建过程进行排序（    ）

A.筛选导入成功的酿酒酵母菌株SY14

B.将重组的染色体导入去核酵母细胞中

C.利用CRISPR--cas9等技术重组酵母染色体

D.获取原始酵母染色体

4.关于酿酒酵母菌株SY14的叙述正确的是（    ）

A.SY14与野生型酿酒酵母相比，发生了染色体畸变

B.SY14的DNA并非双螺旋结构

C.SY14的代谢类型为异养兼气型

D.SY14去除染色体中多余的着丝粒的目的是为了避免染色体在细胞分裂时发生断裂

5.根据材料分析酿酒酵母菌株SY14能否应用于大规模酿酒生产?为什么?____

Answer

1. 平板划线法 液体

2.A

3.DCBA

4.ACD

5.能，酿酒酵母菌株SY14的所有基因均为原始的酿酒酵母基因，未嵌入其他基因或不能，染色体三维结构的改变可能对酿酒酵母菌株SY14产生未知影响，还需要论证其安全性后才能大规模生产

【解析】

微生物常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，两者都可以用于菌种的分离，后者还可以用于菌种的计数；据图分析，左图微生物的接种方法为平板划线法；微生物培养基按物理性质可以分为固体培养基、半固体培养及和液体培养基；基因工程的基本步骤包括目的基因的获取、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。

1.根据以上分析已知，左图接种方法为平板划线法；若希望大量繁殖SY14菌株，应该使用液体培养基对其进行后续培养。

2.根据题干信息分析，重军等人利用基因编辑工具CRISPR--Cas9切割端粒结构，而端粒是每条染色体末端的重复核苷酸序列区域，说明CRISPR--Cas9能够切割DNA，类似于基因工程中的限制酶。

故选A。

3.根据基因工程的基本步骤分析，酿酒酵母菌株SY14构建过程为：获取原始酵母染色体（D）→利用CRISPR--cas9等技术重组酵母染色体（C）→将重组的染色体导入去核酵母细胞中（B）→筛选导入成功的酿酒酵母菌株SY14（A）。

4.A、酿酒酵母菌株SY14构建过程中，将16条染色体重组成了1条染色体，发生了染色体畸变，A正确；

B、SY14的DNA为双螺旋结构，B错误；

C、SY144酵母具有正常的细胞功能，其代谢类型为异养兼性厌氧型，C正确；

D、SY14去除染色体中多余的着丝粒的目的是为了避免染色体在细胞分裂时发生断裂，D正确。

故选ACD。

5.根据题意分析，酿酒酵母菌株SY14的所有基因均为原始的酿酒酵母基因，未嵌入其他基因或不能，且其具有正常的细胞功能，因此其可以应用于大规模酿酒生产，但是染色体三维结构的改变可能对酿酒酵母菌株SY14产生未知影响，还需要论证其安全性后才能大规模生产。