酵母菌絮凝是指菌体细胞间通过细胞壁相互粘附、聚集成团的现象。适当提高酵母的絮凝能力,有助于发酵结束时细胞和产物的分离,可大幅节约生产成本。科研人员研究了R基因对絮凝能力的影响。
(1)啤酒生产中,酵母菌产酒过程的反应式为:C6H12O6酶 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量。
(2)科研人员利用基因工程技术获得R基因被敲除的酵母菌菌株。
①构建含有卡那霉素抗性基因的重组质粒,用LiCI处理酵母菌,使其处于一种能吸收周围环境DNA分子的生理状态,以实现 重组质粒的导入重组质粒的导入。质粒上的卡那霉素抗性基因通过重组,替换酵母菌的R基因。
②利用含有卡那霉素的培养基获得单菌落。挑取单菌落,利用PCR技术进行扩增,以确定酵母细胞的R基因是否被成功敲除。若单菌落扩增后的 DNA样品电泳结果如图1,则图2中对应泳道1和泳道2的引物组合分别为 3和4、2和13和4、2和1。(填序号)

(3)科研人员对野生菌株和R基因敲除菌株的酒精发酵能力和絮凝能力进行了测定,结果如下表。
酶
指标 种类 |
酒精发酵能力 | 絮凝能力 |
野生菌株 | 4.5% | 63.06% |
R基因敲除菌株 | 4.5% | 83.12% |
密闭
密闭
条件和定时排气。②实验结果表明,获得的R基因敲除菌株符合生产需求,依据是
不影响酒精发酵能力,但絮凝能力提高
不影响酒精发酵能力,但絮凝能力提高
。(4)科研人员进一步研究R基因影响絮凝能力的作用机制。
①将R基因敲除菌株和野生菌株分别用
无菌
无菌
水进行梯度稀释。将不同浓度梯度的酵母菌液点样于含30 μg/mL钙荧光白(细胞壁组装抑制剂)并添加了凝固剂 琼脂
琼脂
的YPD平板培养基上,培养适当时间后结果如图3。②综合上述实验结果,推测R基因敲除菌株絮凝能力变化的原因是
R基因敲除使菌株的细胞壁组装能力提高,絮凝能力提高
R基因敲除使菌株的细胞壁组装能力提高,絮凝能力提高
。(5)若要将R基因敲除菌株应用于工业生产制作啤酒,请尝试提出一个还需要进一步研究的问题:
R基因敲除菌株的食用安全性/R基因敲除菌株的遗传稳定性
R基因敲除菌株的食用安全性/R基因敲除菌株的遗传稳定性
。【答案】2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量;重组质粒的导入;3和4、2和1;密闭;不影响酒精发酵能力,但絮凝能力提高;无菌;琼脂;R基因敲除使菌株的细胞壁组装能力提高,絮凝能力提高;R基因敲除菌株的食用安全性/R基因敲除菌株的遗传稳定性
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:80引用:3难度:0.6
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