模式生物专项训练8——酵母菌
酵母菌是单细胞真菌，具有典型的真核细胞结构，其基因组较小，是人类基因组研究的模式生物，许多涉及人遗传性疾病的基因均与酵母基因具有高度的同源性，常用于基因定位、基因功能、遗传信息的表达、突变的研究，是外源基因成熟的真核生物表达系统，也是研究调控细胞周期、酶促代谢、信号转导、蛋白质修饰与加工、蛋白质转运、蛋白质互作的实验材料。
1.（2025·陕西榆林二模）“模式生物”是一类用于进行科学研究并揭示生物学普遍规律的生物，它们通常具有个体较小，容易培养，生长繁殖快等特点，如：T2噬菌体、蓝细菌、酵母菌、拟南芥、果蝇等。关于以上“模式生物”的描述，正确的是（ ）
A.均含“有遗传效应的DNA片段”
B.均具有蛋白质、核糖体和细胞膜
C.能量代谢都发生在细胞器中
D.控制性状的基因均遵循孟德尔定律
2.（2025·河北承德模拟预测）大肠杆菌和酵母菌既可进行有氧呼吸，又可进行无氧呼吸。科研人员拟对野生型大肠杆菌的代谢途径进行改造，以生产更多的莽草酸（SA），如图为相关代谢过程。下列叙述正确的是（ ）
A.酵母菌内的丙酮酸与[H]结合可同时产生酒精、CO2和乳酸
B.野生型大肠杆菌线粒体内膜上生成的水可通过水通道蛋白进行转运
C.野生型大肠杆菌通过柠檬酸循环产生的能量一部分转移至SA中
D.提高b酶和c酶活性可以使更多的PEP转化为代谢产物SA
3.（2025·陕西渭南二模）酵母细胞表达系统是一种利用酵母菌作为宿主来生产重组蛋白的技术平台。土壤中存在产PG酶（增大蛋白质的溶解性）的金黄杆菌，研究人员设计了利用基因工程高效生产PG酶的方案，流程如图1所示，相关限制性内切核酸酶的识别和切割位点如图2所示。回答下列问题：
（1）过程①应用了PCR技术，利用PCR技术扩增时，需要 种引物，引物的作用是
。
一般还需要往PCR反应缓冲液中加入Mg2＋，其原因是 。PCR反应过程可在PCR扩增仪中自动完成，而后常用 来鉴定PCR的产物。
（2）完成过程②需要先将PG酶基因与pPIC9K质粒重组，这个过程称为 。
据图分析，该过程中最好选择限制酶 切割。
（3）结合图中过程③分析，将重组质粒导入大肠杆菌内的目的是
。过程④中将重组质粒酶切后，整合在酵母菌染色体上。
（4）研究人员最终选择酵母菌作为重组质粒的受体细胞来生产PG酶，原因是酵母菌含有 （答出2种）等细胞器，可将肽链加工为分泌蛋白，便于提取。获得的酵母菌将用于发酵工程，发酵工程的中心环节是 。
模式生物专项训练8——酵母菌
1.A 题中“模式生物”的遗传物质均为DNA，这些生物的基因是具有遗传效应的DNA片段，A正确；T2噬菌体无细胞结构，不具有核糖体和细胞膜，B错误；T2噬菌体无细胞结构，蓝细菌只含有核糖体，二者能量代谢不发生在细胞器中；细胞质基质是细胞代谢的主要场所，其他生物的能量代谢还可发生在细胞质基质中，C错误；孟德尔遗传定律适用于进行有性生殖的真核生物，故T2噬菌体、蓝细菌、酵母菌均不遵循孟德尔遗传定律，D错误。
2.D 酵母菌进行无氧呼吸时丙酮酸与[H]结合的产物为酒精和CO2，没有乳酸，A错误；大肠杆菌为原核生物，无线粒体，B错误；据图可知，野生型大肠杆菌通过柠檬酸循环产生的能量不会转移至SA中，C错误；据图可知，提高b酶和c酶活性可以使更多的PEP转化为代谢产物SA，D正确。
3.（1）2 使DNA聚合酶能从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 DNA聚合酶需要Mg2＋激活 琼脂糖凝胶电泳 （2）基因表达载体的构建 BglⅡ和NotⅠ （3）利用大肠杆菌繁殖速度快的特点，短时间内可获取大量的重组质粒 （4）内质网和高尔基体 发酵罐内发酵
解析：（1）利用PCR技术扩增时，DNA聚合酶不能从DNA链的一端直接开始合成子链，需要在反应体系中添加2种引物，分别与两条模板链结合，使DNA聚合酶能从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。DNA聚合酶需要Mg2＋激活，故一般还需要往PCR反应缓冲液中加入适量的Mg2＋。PCR反应过程可以在PCR扩增仪中自动完成，PCR的产物的分子量大小等不同，常用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物。（2）过程②是将目的基因导入受体细胞的过程，在此之前需要先构建基因表达载体，即将PG酶基因与pPIC9K质粒重组。在构建基因表达载体时，需要用同一种限制酶或能产生相同末端的限制酶分别切割质粒和目的基因，根据图1和图2分析，PG酶基因两端序列分别含有BglⅡ和NotⅠ识别位点，故最好选择限制酶BglⅡ和NotⅠ切割能产生和目的基因相同的末端。（3）大肠杆菌繁殖速度快，将重组质粒导入大肠杆菌内，短时间内可获取大量的重组质粒。（4）分泌蛋白合成加工过程涉及的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。酵母菌是真核生物，含有内质网和高尔基体等细胞器，可将肽链加工为分泌蛋白，便于提取。获得的酵母菌将用于发酵工程，发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵。
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模式生物专项训练8——酵母菌
酵母菌是单细胞真菌，具有典型的真核细胞结构，其基因组较小，是
人类基因组研究的模式生物，许多涉及人遗传性疾病的基因均与酵母基因
具有高度的同源性，常用于基因定位、基因功能、遗传信息的表达、突变
的研究，是外源基因成熟的真核生物表达系统，也是研究调控细胞周期、
酶促代谢、信号转导、蛋白质修饰与加工、蛋白质转运、蛋白质互作的实
验材料。
1. （2025·陕西榆林二模）“模式生物”是一类用于进行科学研究并揭示
生物学普遍规律的生物，它们通常具有个体较小，容易培养，生长繁殖快
等特点，如：T2噬菌体、蓝细菌、酵母菌、拟南芥、果蝇等。关于以上
“模式生物”的描述，正确的是（ ）
A. 均含“有遗传效应的DNA片段”
B. 均具有蛋白质、核糖体和细胞膜
C. 能量代谢都发生在细胞器中
D. 控制性状的基因均遵循孟德尔定律
1
2
3
√
解析： 题中“模式生物”的遗传物质均为DNA，这些生物的基因是具
有遗传效应的DNA片段，A正确；T2噬菌体无细胞结构，不具有核糖体和
细胞膜，B错误；T2噬菌体无细胞结构，蓝细菌只含有核糖体，二者能量
代谢不发生在细胞器中；细胞质基质是细胞代谢的主要场所，其他生物的
能量代谢还可发生在细胞质基质中，C错误；孟德尔遗传定律适用于进行
有性生殖的真核生物，故T2噬菌体、蓝细菌、酵母菌均不遵循孟德尔遗传
定律，D错误。
1
2
3
2. （2025·河北承德模拟预测）大肠杆菌和酵母菌既可
进行有氧呼吸，又可进行无氧呼吸。科研人员拟对野生
型大肠杆菌的代谢途径进行改造，以生产更多的莽草酸
（SA），如图为相关代谢过程。下列叙述正确的是
（ ）
A. 酵母菌内的丙酮酸与[H]结合可同时产生酒精、
CO2和乳酸
B. 野生型大肠杆菌线粒体内膜上生成的水可通过水通道蛋白进行转运
C. 野生型大肠杆菌通过柠檬酸循环产生的能量一部分转移至SA中
D. 提高b酶和c酶活性可以使更多的PEP转化为代谢产物SA
√
1
2
3
解析： 酵母菌进行无氧呼吸时丙酮酸与[H]结合的产物为酒精和CO2，没有乳酸，A错误；大肠杆菌为原核生物，无线粒体，B错误；
据图可知，野生型大肠杆菌通过柠檬酸循环产生的能量不会转移至SA
中，C错误；据图可知，提高b酶和c酶活性可以使更多的PEP转化为代
谢产物SA，D正确。
1
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3. （2025·陕西渭南二模）酵母细胞表达系统是一种利用酵母菌作为宿主来生产重组蛋白的技术平台。土壤中存在产PG酶（增大蛋白质的溶解性）的金黄杆菌，研究人员设计了利用基因工程高效生产PG酶的方案，流程如图1所示，相关限制性内切核酸酶的识别和切割位点如图2所示。回答下列问题：
BglⅡ 5'A↓GATCT3'
SacⅠ 5'GAGCT↓C3'
EcoRⅠ 5'G↓AATTC3'
NotⅠ 5'GC↓GGCCGC3'
SalⅠ 5'G↓TCGAC3'
图2
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（1）过程①应用了PCR技术，利用PCR技术扩增时，需要 种引物，
引物的作用是 。
一般还需要往PCR反应缓冲液中加入Mg2＋，其原因是
。PCR反应过程可在PCR扩增仪中自动完成，而后常用
来鉴定PCR的产物。
2
使DNA聚合酶能从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸
DNA聚合酶需要
Mg2＋激活
琼脂
糖凝胶电泳
解析：利用PCR技术扩增时，DNA聚合酶不能从DNA链的一端直接开始合成子链，需要在反应体系中添加2种引物，分别与两条模板链结合，使DNA聚合酶能从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。DNA聚合酶需要Mg2＋激活，故一般还需要往PCR反应缓冲液中加入适量的Mg2＋。PCR反应过程可以在PCR扩增仪中自动完成，PCR的产物的分子量大小等不同，常用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物。
1
2
3
（2）完成过程②需要先将PG酶基因与pPIC9K质粒重组，这个过程称
为 。据图分析，该过程中最好选择限制酶
切割。
基因表达载体的构建
BglⅡ
和NotⅠ
1
2
3
BglⅡ 5'A↓GATCT3'
SacⅠ 5'GAGCT↓C3'
EcoRⅠ 5'G↓AATTC3'
NotⅠ 5'GC↓GGCCGC3'
SalⅠ 5'G↓TCGAC3'
图2
解析：过程②是将目的基因导入受体细胞的过程，在此之前需要先构建基因表达载体，即将PG酶基因与pPIC9K质粒重组。在构建基因表达载体时，需要用同一种限制酶或能产生相同末端的限制酶分别切割质粒和目的基因，根据图1和图2分析，PG酶基因两端序列分别含有BglⅡ和NotⅠ识别位点，故最好选择限制酶BglⅡ和NotⅠ切割能产生和目的基因相同的末端。
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（3）结合图中过程③分析，将重组质粒导入大肠杆菌内的目的是
。
过程④中将重组质粒酶切后，整合在酵母菌染色体上。
利用
大肠杆菌繁殖速度快的特点，短时间内可获取大量的重组质粒
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解析：大肠杆菌繁殖速度快，将重组质粒导入大肠杆菌内，短时间内可获取大量的重组质粒。
（4）研究人员最终选择酵母菌作为重组质粒的受体细胞来生产PG酶，原
因是酵母菌含有 （答出2种）等细胞器，可将肽链
加工为分泌蛋白，便于提取。获得的酵母菌将用于发酵工程，发酵工程的
中心环节是 。
解析：分泌蛋白合成加工过程涉及的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。酵母菌是真核生物，含有内质网和高尔基体等细胞器，可将肽链加工为分泌蛋白，便于提取。获得的酵母菌将用于发酵工程，发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵。
内质网和高尔基体
发酵罐内发酵
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