Question

為了實(shí)現(xiàn)燃料供應(yīng)來(lái)源多樣化，如今，發(fā)展長(zhǎng)期替代化石燃料的產(chǎn)品，如燃料酒精、生物柴油、沼氣等的計(jì)劃已經(jīng)被列入我國(guó)未來(lái)10年的發(fā)展規(guī)劃之中．廣東省是我國(guó)甘蔗主產(chǎn)區(qū)之一．甘蔗是一種高光效的植物（C₄植物），單位面積產(chǎn)量很高，種植面積日益擴(kuò)大，目前已成為南方地區(qū)燃料酒精生產(chǎn)的重要原料．利用甘蔗生產(chǎn)燃料酒精的一般工藝流程為：甘蔗→榨汁（蔗糖）→酵母發(fā)酵→蒸餾→成品（燃料酒精）．請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問(wèn)題：
（1）若要用甘蔗外植體為材料進(jìn)行甘蔗大規(guī)�？焖俜敝�，請(qǐng)?jiān)谙卤碇刑畛霾僮鞑襟E第三步的名稱(chēng)．

	第一步	第二步	第三步	第四步	第五步	第六步
主要操作步驟	配置培養(yǎng)基	外植體消毒		培養(yǎng)	移栽	栽培

（2）若上述過(guò)程是在中學(xué)生物組培實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行的，則第三步需要使用酒精（包括酒精燈）．酒精（及酒精燈）在此的兩個(gè)主要用途是：

 

、

 

．
（3）具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精發(fā)酵菌種，對(duì)野生酵母菌進(jìn)行誘變后，通過(guò)篩選可以得到具有這些特性的突變菌，誘變及篩選過(guò)程如下：
步驟1：將野生菌液體培養(yǎng)一段時(shí)間后，接受紫外線照射誘變處理．
步驟2：制備選擇培養(yǎng)基．在配置基本培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上，還要額外添加

 

，并將pH值

 

，然后添加瓊脂，在進(jìn)行滅菌處理后，制成固體平板．
步驟3：將經(jīng)過(guò)紫外線照射后的菌液稀釋?zhuān)�并涂布平板劃線．
步驟4：篩選突變菌：挑選

 

菌落，即為耐高糖、耐酸特性的酵母菌．
（4）當(dāng)?shù)谒牟浇Y(jié)束后，獲得了大量幼苗．在此過(guò)程中，外植體通過(guò)脫分化產(chǎn)生

 

，然后通過(guò)調(diào)整植物激素比例，進(jìn)行

 

，形成具有芽和根的幼苗．
（5）甘蔗榨汁以后還有大量的蔗渣廢棄物，主要成分為木質(zhì)素、纖維素和半纖維素，但是酵母菌無(wú)法直接利用，原因是它們

 

．請(qǐng)?zhí)岢鼋鉀Q該問(wèn)題的方法．（列舉兩種生物分解方法）

 

、

 

．
（6）突變菌往往帶有一些特殊的基因．在獲得這些基因的過(guò)程中，PCR技術(shù)相當(dāng)重要．PCR擴(kuò)增反應(yīng)中加入DNA聚合酶的作用是：從引物的3，端開(kāi)始催化

 

．
（7）PCR過(guò)程與細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制過(guò)程相比，主要有兩點(diǎn)不同，分別是：

 

和

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：利用微生物進(jìn)行發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)特定的產(chǎn)物,微生物的利用,植物培養(yǎng)的條件及過(guò)程

專(zhuān)題：

分析：大規(guī)�？焖俜敝持参锏默F(xiàn)代技術(shù)手段是利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，其關(guān)鍵環(huán)節(jié)是脫分化和再分化，與無(wú)土栽培相區(qū)別的是必須在基本培養(yǎng)液中加入外源激素，促進(jìn)細(xì)胞的分裂和分化；要善于利用題目信息如“具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精發(fā)酵菌種”，就能找到問(wèn)題答案；利用酶具有專(zhuān)一性的特點(diǎn)，才能解決問(wèn)題；DNA分子復(fù)制時(shí)，先在解旋酶的作用下，以單股DNA為模板，在引物酶的作用下合成小段RNA引物，在RNA引物末端，以單股DNA為模板，在DNA聚合酶催化作用下合成DNA片段（岡崎片段），并在相應(yīng)酶的催化下切掉引物，然后在DNA連接酶的作用下將岡崎片段連接在一起形成其中的一條子鏈，與作為模板的DNA的一條鏈形成雙鏈DNA分子．

解答： 解：（1）甘蔗組織培養(yǎng)的過(guò)程為：選取甘蔗外植體，通過(guò)誘導(dǎo)脫分化產(chǎn)生愈傷組織，然后通過(guò)調(diào)整植物激素比例，再分化形成芽和根，獲得大量試管苗，（或通過(guò)誘導(dǎo)，形成大量胚狀體，制成人工種子，適宜條件下萌發(fā)，長(zhǎng)成幼苗）
（2）第三步使用酒精及酒精燈的用途是：接種前用酒精擦拭雙手和工作臺(tái)和在酒精燈下完成接種操作和封口全過(guò)程．
（3）步驟2：添加高濃度蔗糖（葡萄糖），調(diào)低pH，是的目的是配制選擇培養(yǎng)基，篩選具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌．
步驟4：提供高糖和酸性的篩選環(huán)境，獲得單菌落，能在選擇培養(yǎng)基上生長(zhǎng)表示該菌落具有耐高糖和耐酸的特性．
（4）大規(guī)�？焖俜敝持参锏默F(xiàn)代技術(shù)手段是利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，其關(guān)鍵環(huán)節(jié)是脫分化和再分化．
（5）由于酵母菌缺乏相應(yīng)的分解酶系（或缺乏纖維素酶和半纖維素酶），所以不能分解木質(zhì)素、纖維素和半纖維素．生物分解方法主要有在酵母菌中轉(zhuǎn)入分解酶系的相關(guān)基因；利用酶或微生物分解蔗渣；將酵母菌與其他能分解蔗渣的微生物混合發(fā)酵．
（6）引物的作用是結(jié)合在模板DNA上，提供DNA延伸起始位點(diǎn)；DNA聚合酶的作用是從引物的3，端開(kāi)始催化DNA鏈的延伸．
（7）PCR過(guò)程與細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制過(guò)程相比，主要有引物不是RNA，而是人工合成的DNA單鏈和DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通過(guò)對(duì)反應(yīng)溫度的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的．
故答案為：
（1）

	第一步	第二步	第三步	第四步	第五步	第六步
主要操作步驟			接種

（2）接種前用酒精擦拭雙手和工作臺(tái)　在酒精燈下完成接種操作和封口全過(guò)程
（3）步驟2：高濃度蔗糖（或葡萄糖）　調(diào)低
步驟4：在此（選擇）培養(yǎng)基上生長(zhǎng)
（4）愈傷組織　再分化
（5）缺乏相應(yīng)分解酶系（或缺乏纖維素酶和半纖維素酶）�、僭诮湍妇�中轉(zhuǎn)入分解纖維素酶系的相關(guān)基因�、谠谡嵩�中加入含有能分解纖維素相關(guān)酶的微生物（或?qū)⒎纸饫w維素的微生物與酵母菌混合發(fā)酵）
（6）DNA鏈的延伸
（7）引物不是RNA，而是人工合成的DNA單鏈　DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通過(guò)對(duì)反應(yīng)溫度的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查植物組織培養(yǎng)、微生物的篩選和PCR技術(shù)等知識(shí)，是一道考查面較廣，難度較大的試題．