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（過程如圖甲所示）．
（1）圖甲中，過程①需要的酶有

 

．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

 

．
（2）某同學(xué)嘗試過程③的操作，其中一個平板經(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

 

．
（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

 

．
（4）若要對培養(yǎng)液中的酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，下表是取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)：基因工程的原理及技術(shù),微生物的分離和培養(yǎng)

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．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．
（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，沒有很好的分散開來，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．
（4）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，同時用稀釋涂布平板法計(jì)數(shù)時，要選用菌落數(shù)在30-300間的平板培養(yǎng)基，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    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CO₂的速率更快   
（4）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)、果酒制作、培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的變化，要求考生識記基因工程的工具及操作步驟；識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；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．