Question

4．普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，有人將地衣芽孢桿菌的a-淀粉酶基因轉(zhuǎn)入酵母菌中，經(jīng)篩選得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌種（過(guò)程如圖甲所示）．

（1）圖甲中，過(guò)程①需要的酶有限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶．為達(dá)到篩選目的，平板內(nèi)的固體培養(yǎng)基應(yīng)以淀粉作為唯一碳源．②、③過(guò)程需重復(fù)幾次，目的是進(jìn)一步篩選純化獲得分解淀粉能力強(qiáng)的酵母菌．
（2）某同學(xué)嘗試過(guò)程③的操作，其中一個(gè)平板經(jīng)培養(yǎng)后的菌落分布如圖乙所示．該同學(xué)的接種方法是稀釋涂布平板法；推測(cè)該同學(xué)接種時(shí)可能的操作失誤是涂布不均勻．
（3）以淀粉為原料，用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的適宜條件下密閉發(fā)酵，接種菌的發(fā)酵罐需要先排氣，其原因是工程酵母工程酵母菌分解淀粉產(chǎn)生葡萄糖的能力強(qiáng)，導(dǎo)致酒精發(fā)酵產(chǎn)生二氧化碳的速率更快．

Answer 1

分析 根據(jù)題意和圖示分析可知：圖甲是將地衣芽孢桿菌的α-淀粉酶基因轉(zhuǎn)入酵母菌中經(jīng)篩選得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌種的過(guò)程．圖中①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程；②、③過(guò)程重復(fù)幾次的目的是純化獲得分解淀粉能力強(qiáng)的酵母菌．
圖乙是一個(gè)平板經(jīng)培養(yǎng)后的菌落分布，可見(jiàn)其采用的是稀釋涂布平板法，但圖中群落分布相對(duì)較集中．

解答 解：（1）圖甲過(guò)程①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建，該過(guò)程先要用同種限制性核酸內(nèi)切酶切割含有目的基因的外源DNA分子和質(zhì)粒，再用DNA連接酶將目的基因和載體連接起來(lái)形成重組質(zhì)粒．普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，而工程酵母菌可以高效利用淀粉，所以用以淀粉為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基可以選出工程酵母菌．②、③過(guò)程重復(fù)幾次的目的是進(jìn)一步篩選純化獲得分解淀粉能力強(qiáng)的酵母菌．
（2）由圖乙可知，該同學(xué)采用的是稀釋涂布平板法，但菌落比較集中，沒(méi)有很好的分散開(kāi)來(lái)，可能是涂布不均勻?qū)е碌模?br />（3）普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，而工程酵母菌可以高效利用淀粉，即將淀粉分解產(chǎn)生葡萄糖的能力強(qiáng)，導(dǎo)致酒精發(fā)酵速率快，產(chǎn)生二氧化碳的速率更快，所以接種工程酵母菌的發(fā)酵罐要先排氣．
故答案為：
（1）限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶   淀粉   進(jìn)一步篩選純化獲得分解淀粉能力強(qiáng)的酵母菌
（2）稀釋涂布平板法  涂布不均勻
（3）工程酵母工程酵母菌分解淀粉產(chǎn)生葡萄糖的能力強(qiáng)，導(dǎo)致酒精發(fā)酵產(chǎn)生二氧化碳的速率更快

點(diǎn)評(píng) 本題以工程菌為素材，結(jié)合圖表綜合考查基因工程、微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)、果酒制作、培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的變化，要求考生識(shí)記基因工程的工具及操作步驟；識(shí)記微生物的接種方法，能根據(jù)圖乙判斷接種方法及圖乙現(xiàn)象出現(xiàn)的原因．