Question

由于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（過程如圖甲所示）．

（1）圖甲中，過程①需要的酶有

 

．制備固體培養(yǎng)基最后要將平板倒置，其主要目的是防止

 

．
（2）為達(dá)到篩選目的，平板內(nèi)的固體培養(yǎng)基應(yīng)以

 

作為唯一碳源．②、③過程需要重復(fù)幾次，目的
是

 

．
（3）張三、李四兩位同學(xué)嘗試過程③的操作，張三同學(xué)一個平板經(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

 

；推測該同學(xué)接種時可能的操作失誤是

 

．李四同學(xué)發(fā)現(xiàn)其培養(yǎng)基上細(xì)菌數(shù)目過多連成一片，說出一種可能的原因并提出合理的處理措施．
原因：

 

；
措施：

 

．
（4）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，接種工程酵母菌的發(fā)酵罐需要先排氣，其原因是

 

．
（5）若要對培養(yǎng)液中的酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，如表是取0.1mL菌液進(jìn)行涂布時，不同稀釋倍數(shù)下統(tǒng)計(jì)的平板培養(yǎng)基上的菌落數(shù)：

稀釋倍數(shù)		103	104	105
重復(fù)實(shí)驗(yàn)	1	1498	126	12
	2	1208	128	9
	3	1189	133	6

根據(jù)表中數(shù)據(jù)估算培養(yǎng)液中酵母菌的濃度約為

 

個/mL．

Answer 1

考點(diǎn)：微生物的分離和培養(yǎng),探究培養(yǎng)液中酵母種群數(shù)量的動態(tài)變化,基因工程的原理及技術(shù)

專題：

分析：分析圖甲：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程．圖中①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程；②、③過程重復(fù)幾次的目的是純化獲得分解淀粉能力強(qiáng)的酵母菌．
分析圖乙：圖乙是一個平板經(jīng)培養(yǎng)后的菌落分布，可見其采用的是稀釋涂布平板法，但圖中群落分布相對較集中．

解答： 解：（1）圖甲過程①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建，該過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形成重組質(zhì)粒．制備培養(yǎng)基倒平板，平板冷凝后要將平板倒置，防止冷凝過程中產(chǎn)生的水珠落入培養(yǎng)皿造成污染．
（2）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．
（3）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，沒有很好的分散開來，可能是涂布不均勻?qū)е碌模�李四的培養(yǎng)基中細(xì)菌數(shù)目過多，可能是菌液濃度高，可增大稀釋倍數(shù)培養(yǎng)．
（4）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．
（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，稀釋倍數(shù)為10³和10⁵時，各組數(shù)據(jù)之間的誤差較大，而稀釋倍數(shù)為10⁴時，各組數(shù)據(jù)比較接近，因此可以根據(jù)稀釋倍數(shù)為10⁴時的數(shù)據(jù)估算培養(yǎng)液中酵母菌的濃度，即

126+128+133

3

×10⁴×10=1.29×10⁷個/ml．
故答案為：
（1）限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶    培養(yǎng)皿蓋上的水珠滴入培養(yǎng)基造成污染
（2）淀粉      進(jìn)一步篩選出分解淀粉能力強(qiáng)的酵母菌
（3）稀釋涂布平板法      涂布不均勻      菌液濃度高        可以增大稀釋倍數(shù)
（4）工程菌分解淀粉產(chǎn)生葡萄糖的能力強(qiáng)，導(dǎo)致酒精發(fā)酵產(chǎn)生的CO₂速率更快
（5）1.29×10⁷

點(diǎn)評：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)，要求考生能分析表格，明確稀釋倍數(shù)為10³和10⁵時，各組數(shù)據(jù)之間的誤差較大，可通過稀釋倍數(shù)為10⁴時的數(shù)據(jù)估算培養(yǎng)液中酵母菌的濃度．