Question

阅读下面的材料，完成（1）~（4）题。

大肠杆菌能够从“肉食者”变为“素食者”吗？

在《细胞》杂志上，以色列科学家发表了一篇文章，讲述利用合成生物学方法制造“吃”CO₂的大肠杆菌，从而改变了大肠杆菌的代谢类型。

要从根本上改变大肠杆菌的代谢类型，需要许多相关基因的改变，是个很复杂和漫长的过程。科学家先引入一条固定CO₂的途径让大肠杆菌“吃掉”CO₂，并从中获得能量。该途径主要是让CO₂和一种一碳化合物（甲酸盐）进行反应来生产有机物，具体途径见下图。

但是大肠杆菌并不喜欢这条通路，研究人员又利用自然选择的力量来促进大肠杆菌接受这条新的代谢途径。200多天后，大肠杆菌接受了新的生活方式。350天后，选择下来的大肠杆菌完全接受了暂新的命运。通过测序结果发现，这些细菌体内发生了至少11个新的基因突变，让他们能够适应自养的生活方式。

此研究的目标是为了加大对CO₂的固定，有望解决食物和能源的可持续生产问题。这一改造使得大肠杆菌的碳源从有机碳源变为CO₂，是目标达成的重要一步。遗憾的是，目前的结果不很尽人意，采取新生活方式的大肠杆菌产生的CO₂要比消耗的更多。看样想要利用大肠杆菌为人类服务是一件任重道远的事情。

（1）大肠杆菌是一种单细胞________生物，它进行有氧呼吸的场所是________，它的代谢类型是________。

（2）写出改造后的大肠杆菌与蓝藻在同化作用上的不同。________

（3）推测研究人员筛选以最终获取“吃”CO₂大肠杆菌的思路。________

（4）上述实验结果是否能够解决温室效应问题？请阐述原因。________

Answer

原核 细胞膜和细胞溶胶 异养兼性厌氧型 大肠杆菌利用有氧呼吸产生的ATP和[H]以及甲酸盐相关反应产生的[H]，将CO2合成有机物；蓝藻利用光能将CO2合成有机物。 用逐渐降低有机碳源而增加CO2和甲酸盐为碳源的选择培养基来筛选大肠杆菌 没有，因为改造后的大肠杆菌产生的CO2比消耗的更多，不能降低大气中的CO2

【解析】

大肠杆菌属于原核生物，原核细胞中只存在核糖体这个细胞器，大肠杆菌可以进行有氧呼吸。

蓝藻属于原核生物，其细胞内含藻蓝素和叶绿素，是能进行光合作用的自养生物，但是没有叶绿体。

（1）大肠杆菌是一种单细胞原核生物，没有线粒体，大肠杆菌有氧呼吸全部过程在细胞膜和细胞溶胶，它的代谢类型是异养兼性厌氧型。

（2）通过阅读全文可知，大肠杆菌利用有氧呼吸产生的ATP和[H]以及甲酸盐相关反应产生的[H]，将CO2合成有机物；蓝藻利用光能将CO2合成有机物。

（3）研究人员筛选以最终获取“吃”CO2大肠杆菌的思路是：用逐渐降低有机碳源而增加CO2和甲酸盐为碳源的选择培养基来筛选大肠杆菌。

（4）上述实验结果不能够解决温室效应问题，因为改造后的大肠杆菌产生的CO2比消耗的更多，不能降低大气中的CO2。