Question

【題目】某化工廠的污水池中含有一種有害的、難以降解的有機化合物A，研究人員利用以下兩種方法獲得了能高效降解化合物A的細菌。

Ⅰ 方法一：研究人員利用有機化合物A、磷酸鹽、鎂鹽以及微量元素配制的培養(yǎng)基成功篩選到能高效降解化合物A的細菌。實驗的主要步驟如下圖所示，請分析回答：

(1)培養(yǎng)基中加入化合物A的目的是__________________。

(2)“目的菌”生長所需的氮源和碳源是來自培養(yǎng)基中的_______________。實驗需要振蕩培養(yǎng)，由此推測“目的菌”的代謝類型是_________________。

(3)在上述實驗操作過程中，獲得純凈“目的菌”的關(guān)鍵是________________________。

(4)轉(zhuǎn)為固體培養(yǎng)時，常采用_____________的方法接種，獲得單菌落后繼續(xù)篩選。

(5)若研究“目的菌”的群體生長規(guī)律，將單個菌落進行液體培養(yǎng)，可采用顯微直接計數(shù)法進行計數(shù)。若以一個大方格(體積為0.4mm3)有25個中方格的計數(shù)板為例進行計算，設(shè)五個中方格中總菌數(shù)為B，菌液稀釋倍數(shù)為C，那么原菌液的菌群密度為_________________個/mL。

Ⅱ 方法二：研究人員通過化學方法合成了高效降解化合物A的某種酶的基因，利用PCR擴增后，采用一定方法導入細菌細胞中，經(jīng)篩選、培養(yǎng)獲得高效降解化合物A的細菌。請分析回答：

(1)在利用PCR擴增該酶的基因時，在擴增緩沖液中添加4種脫氧核苷三磷酸作為原料而不是脫氧核苷酸，從而使反應(yīng)體系不需要再加入ATP提供能量，請推測PCR反應(yīng)合成DNA子鏈時能量來源于______________________。

(2)假如PCR反應(yīng)所用的引物含有放射性、模板不具有放射性,且引物不被切除,則經(jīng)過n次循環(huán),具有放射性的脫氧核苷酸鏈占總鏈數(shù)的比值為_____________。

Answer 1

【答案】 篩選目的菌 化合物A 異養(yǎng)需氧型 防止外來雜菌入侵 平板劃線 12500BC 所用原料水解產(chǎn)生相應(yīng)脫氧核苷酸時所釋放的能量

【解析】Ⅰ（1）由題意“用化合物A、磷酸鹽、鎂鹽以及微量元素配制的培養(yǎng)基成功篩選到能高效降解化合物A的細菌”可知，培養(yǎng)基中加入化合物A的目的是篩選出能分解化合物A的目的菌。

（2）由培養(yǎng)基成分可知，有機化合物A提供氮源和碳源。實驗需要振蕩培養(yǎng)，目的提供氧氣，需要有機物A，故該細菌為異養(yǎng)需氧型。

（3）獲得純凈“目的菌”的關(guān)鍵是防止外來雜菌入侵，需要滅菌。

（4）獲得單菌落的方法常用平板劃線法。

（5）若研究“目的菌”的群體生長規(guī)律，將單個菌落進行液體培養(yǎng)，可采用顯微直接計數(shù)法進行計數(shù)；由題意可知，一個大方格內(nèi)的菌種數(shù)量是B÷5×25=5B，換算成每毫升的菌種數(shù)目應(yīng)是5B÷（0.4×1000）×C=12500BC個/mL。

Ⅱ（1）由題意可知在擴增緩沖液中添加4種脫氧核苷三磷酸作為原料而不是脫氧核苷酸，可以推測脫氧核苷三磷酸水解成脫氧核苷酸時化學鍵斷裂能釋放出等同于ATP水解的能量。

（2）DNA復制n次產(chǎn)生2n個DNA,共有2n+1條脫氧核苷酸鏈,由于母鏈不具有放射性,所以具有放射性的脫氧核苷酸鏈占總鏈數(shù)的比值為。