Question

淀粉酶在食品加工及轻工业生产中具有广泛用途。研究人员从细菌中克隆了一种淀粉酶基因，为了获得高产淀粉酶菌株，按下图所示流程进行基因工程操作。

（1）将淀粉酶基因与质粒载体重组时需要使用的酶包括_________ 。

（2）大肠杆菌经过_________ 处理后，可作为重组载体的宿主（感受态）细胞使用。

（3）为了初步筛选高产菌株，研究人员将得到的3个工程菌株接种到以淀粉为唯一碳源的培养基上，经过培养后用稀碘液处理，可观察到由于淀粉被分解，在平板上形成以菌落为中心的透明圈。测量不同菌株形成的菌落及透明圈直径，结果见下表。

工程菌	菌落直径（C，mm）	透明圈直径（H，mm）	H/C
菌株Ⅰ	8.1	13.0	1.6
菌株Ⅱ	5.1	11.2	2.2
菌株Ⅲ	9.5	17.1	1.8

①表中菌落直径（C）的大小反映了__________，透明圈直径（H）的大小反映了_____________。

②根据表中数据，可推断其中淀粉酶产量最高的菌株是_______ 。

（4）基因工程技术已成功应用于人类生产生活中的诸多方面。请从植物育种或人类疾病预防与治疗方面举一实例，并说明制备该转基因产品的基本技术流程。（限100字以内）___________________

Answer

限制酶（限制性核酸内切酶）、DNA 连接酶 Ca2+ / 氯化钙 细菌的增殖速度 细菌分解淀粉的能力 菌株Ⅱ 示例一：转基因抗虫棉花。从细菌中克隆 Bt 蛋白基因，构建重组载体，导入棉花细胞后进行组织培养。经对再生植株中目的基因的检测，获得转基因棉花。

示例二：基因工程胰岛素。克隆人的胰岛素基因，构建重组载体，转入大肠杆菌后， 检测目的基因，筛选高产菌株并进行培养，生产胰岛素。

【解析】

基因工程的基本操作程序：目的基因的获取→基因表达载体的构建（核心）→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定

（1）将目的基因与质粒载体重组时，需要使用同一种限制酶（限制性核酸内切酶）将目的基因与质粒切出相同的黏性末端，再用DNA连接酶将目的基因与质粒载体连接形成重组载体。

（2）大肠杆菌经过Ca2+溶液（氯化钙）处理后能成为感受态细胞。

（3）①菌落直径越大，表明细菌数量越多，细菌增殖越快，因此菌落直径的大小反映了细菌的增殖速度；淀粉被淀粉酶水解，在平板上形成以菌落为中心的透明圈，因此透明圈直径的大小反映了细菌分解淀粉的能力。

②H/C值越大，淀粉酶产量越高，因此菌株I淀粉酶产量最高。

（4）题干要求从植物育种或人类疾病预防与治疗方面举一实例，并说明制备该转基因产品的基本技术流程，可以举例转基因抗虫棉花和基因工程生产人的胰岛素两个方面阐述，举例如下：

示例一：转基因抗虫棉花。从细菌中克隆 Bt 蛋白基因，构建重组载体，导入棉花细胞后进行组织培养。经对再生植株中目的基因的检测，获得转基因棉花。

示例二：基因工程胰岛素。克隆人的胰岛素基因，构建重组载体，转入大肠杆菌后， 检测目的基因，筛选高产菌株并进行培养，生产胰岛素。