Question

【題目】為了應(yīng)對干旱和強(qiáng)降雨等災(zāi)害性天氣，很多城市增設(shè)了雨水截流儲(chǔ)存和利用的設(shè)施，如布設(shè)于道路周邊或地勢較低區(qū)域的生物滯留池。生物滯留池內(nèi)土壤、植物和微生物等構(gòu)成了小型生態(tài)系統(tǒng)。某城市道路收集到的雨水含有高濃度污染物，其中的多環(huán)芳烴（PAHs），會(huì)嚴(yán)重危害城市水環(huán)境。科研人員基于解決污染問題和維護(hù)生態(tài)安全兩方面考慮，在從當(dāng)?shù)丨h(huán)境中篩選耐受菌的基礎(chǔ)上，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得高效降解污染物的工程菌。

（1）經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)，生物滯留池內(nèi)PAHs中的芘含量相對較高。研究者嘗試篩選能降解芘的菌種。

①篩選能降解芘的菌種基本操作步驟如下。請將下列“方框”內(nèi)字母后面內(nèi)容補(bǔ)充完整a________b________c________d________e________。

②從對照區(qū)域和生物滯留池中分別培養(yǎng)出占比較高的菌屬，結(jié)果見圖1、圖2。在兩個(gè)區(qū)域中均能檢測出的菌屬有________個(gè)，此結(jié)果能夠說明滯留池土壤中________出現(xiàn)了明顯的變化。

③在另一個(gè)篩選對芘具有耐受性的菌株的實(shí)驗(yàn)中，分離得到四個(gè)菌屬中的菌株，其生長曲線見圖3。研究人員欲從中選擇一個(gè)構(gòu)建工程菌。結(jié)合圖1、圖2所示結(jié)果，你認(rèn)為應(yīng)選擇_________，理由是________。

（2）研究者將能高效降解芘的外源基因重組至所選受體菌的同時(shí)，還轉(zhuǎn)入了含lac啟動(dòng)子的核酸酶基因。在半乳糖苷分子的誘導(dǎo)下該啟動(dòng)子會(huì)被激活，表達(dá)的核酸酶會(huì)將自身遺傳物質(zhì)降解進(jìn)而發(fā)生菌體自毀。轉(zhuǎn)入該基因在維護(hù)生態(tài)安全方面的意義是_______。

（3）試舉一例說明人類在改造自然的過程中，可能會(huì)帶來的生物安全隱患_______。

Answer 1

【答案】a芘 b培養(yǎng)基（培養(yǎng)皿、接種環(huán)等） c稀釋涂布平板 d酒精燈火焰（外焰） e菌落 3 微生物種類及比例 Pse Pse菌株在對照池和滯留池中均占比較大且對芘的耐受性較好 防止轉(zhuǎn)基因微生物逃逸到自然界，將實(shí)驗(yàn)帶來的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)降到最低 將外來物種引入新的環(huán)境，可能會(huì)造成生物入侵問題；轉(zhuǎn)基因生物可能會(huì)影響原有生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性等

【解析】

1.生物多樣性是指生物圈內(nèi)的所有的植物、動(dòng)物和微生物（物種多樣性），它們所擁有的全部基因（基因多樣性，也稱遺傳多樣性）以及各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)（生態(tài)系統(tǒng)多樣性），包括物種、基因（遺傳）和生態(tài)系統(tǒng)三個(gè)層次。

2. 不適當(dāng)引種的危害：澳大利亞原來并沒有仙人掌類植物，當(dāng)?shù)厝藦拿乐抟�種一種仙人掌作為籬笆，結(jié)果仙人掌過度繁殖，侵占大量的農(nóng)田和耕地，給當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)造成危害。

3.外來物種入侵的危害：外來物種入侵會(huì)嚴(yán)重破壞生物的多樣性，并加速物種的滅絕；外來物種入侵會(huì)嚴(yán)重破壞生態(tài)平衡；外來物種入侵會(huì)因其可能攜帶的病原微生物而對其他生物的生存甚至對人類健康構(gòu)成直接威脅。

4.基因污染指對原生物種基因庫非預(yù)期或不受控制的基因流動(dòng)，外源基因通過轉(zhuǎn)基因作物或家養(yǎng)動(dòng)物擴(kuò)散到其他栽培作物或自然野生物種并成為后者基因的一部分，基因污染主要是由基因重組引起的。

（1）①配制以芘（a）為唯一碳源的培養(yǎng)基→為了獲得純凈的培養(yǎng)物需要用高壓蒸汽滅菌法對培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌，同時(shí)對培養(yǎng)皿、接種環(huán)也要進(jìn)行進(jìn)行滅菌（b）→對滅菌完成的培養(yǎng)基進(jìn)行倒平板操作→然后用稀釋涂布平板法對土壤浸出液進(jìn)行接種（c）→接種時(shí)，為避免雜菌污染，需要在酒精燈火焰（外焰）旁進(jìn)行接種（d）→接種完成后需要將平板放在恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)→待菌落長出后，挑選顏色、大小等有差異的單個(gè)菌落進(jìn)行進(jìn)一步的接種，進(jìn)而對菌種進(jìn)行分離的鑒定（e）。

②根據(jù)圖1、圖2的結(jié)果可知，在兩個(gè)區(qū)域中均能檢測出的菌屬有3個(gè)分別為Tha、Pse、Com，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明滯留池土壤中微生物種類及比例發(fā)生了明顯的變化。

③由圖3的生長曲線可推測四種菌種對芘的耐受性均表現(xiàn)較好，但結(jié)合圖1、圖2所示結(jié)果，發(fā)現(xiàn)只有Pse菌株在對照池和滯留池中均占比較大且對芘的耐受性較好，因此研究人員需要應(yīng)選擇Pse來構(gòu)建工程菌。

（2）研究者將能高效降解芘的外源基因重組至所選受體菌的同時(shí)，還轉(zhuǎn)入了含lac啟動(dòng)子的核酸酶基因。在半乳糖苷分子的誘導(dǎo)下該啟動(dòng)子會(huì)被激活，表達(dá)的核酸酶會(huì)將自身遺傳物質(zhì)降解進(jìn)而發(fā)生菌體自毀。據(jù)此可知轉(zhuǎn)入該基因的意義在于能防止轉(zhuǎn)基因微生物逃逸到自然界，從而將實(shí)驗(yàn)帶來的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)降到最低，避免引起生態(tài)危機(jī)。

（3）人類在改造自然的過程中，如將外來物種引入新的環(huán)境，可能會(huì)造成生物入侵問題從而使入侵地的生物多樣性銳減；轉(zhuǎn)基因生物可能會(huì)引起基因污染，從而影響原有生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性等。