Question

啤酒是我們?nèi)粘Ｉ�活中最常見的飲料之一．在啤酒生產(chǎn)過程中，發(fā)酵是重要環(huán)節(jié)．生產(chǎn)過程大致如下：將經(jīng)過滅菌的麥芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌種后輸入發(fā)酵罐．初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，酒精濃度漸漸上升，泡沫不斷增多．當(dāng)糖度下降到一定程度后，結(jié)束發(fā)酵．最后分別輸出有形物質(zhì)和啤酒．根據(jù)上述過程，回答以下問題：
（1）具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精發(fā)酵菌種，對(duì)野生酵母菌進(jìn)行誘變后通過篩選可以得到具有這些特性的突變菌，誘變及篩選過程如下：
步驟1：野生菌液體培養(yǎng)一段時(shí)間后接受紫外線照射誘變處理．
步驟2：制備選擇培養(yǎng)基．在基本培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上，注意

 

和

 

，加瓊脂后滅菌，制成固體平板．
步驟3：將紫外照射后的菌液稀釋涂布平板．
步驟4：根據(jù)

 

篩選出突變菌．
（2）釀酒過程中，經(jīng)檢測(cè)活菌數(shù)量適宜但卻不產(chǎn)生酒精，應(yīng)采取的措施是

 

．
（3）為研究發(fā)酵罐中酵母菌的生長(zhǎng)狀況，常要取樣統(tǒng)計(jì)分析，并測(cè)定pH值，判斷取樣先后順序的主要依據(jù)是

 

．
（4）小麥脫粒以后還有大量的麥稈，主要成分為木質(zhì)素、纖維素和半纖維素，但是酵母菌無法直接利用，原因是

 

．請(qǐng)?zhí)岢鼋鉀Q該問題的方法．（列舉兩種方法）

 

（5）突變菌往往帶有一些特殊的基因．在獲得這些基因的過程中，PCR技術(shù)相當(dāng)重要．PCR擴(kuò)增反應(yīng)中加入引物的作用是

 

，加入DNA聚合酶的作用是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：培養(yǎng)基對(duì)微生物的選擇作用,微生物的分離和培養(yǎng)

專題：

分析：（1）自然界中目的菌株的篩選
①依據(jù)：根據(jù)它對(duì)生存環(huán)境的要求，到相應(yīng)的環(huán)境中去尋找．
②實(shí)例：PCR技術(shù)過程中用到的耐高溫的Taq DNA聚合酶，就是從熱泉中篩選出來的Taq細(xì)菌中提取出來的．
（2）實(shí)驗(yàn)室中目的菌株的篩選
①原理：人為提供有利于目的菌株生長(zhǎng)的條件（包括營(yíng)養(yǎng)、溫度．pH等），同時(shí)抑制或阻止其他微生物生長(zhǎng)．
培養(yǎng)基選擇分解尿素的微生物的原理：培養(yǎng)基的氮源為尿素，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，以尿素作為氮源．缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素，缺乏氮源而不能生長(zhǎng)發(fā)育繁殖，而受到抑制，所以用此培養(yǎng)基就能夠選擇出分解尿素的微生物
②方法：能合成脲酶的細(xì)菌才能分解尿素．配制以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基，能夠生長(zhǎng)的細(xì)菌就是能分解尿素的細(xì)菌．

解答： 解：（1）篩選耐高糖和耐酸特性的酵母菌，則應(yīng)添加高濃度蔗糖（葡萄糖），調(diào)低pH，加瓊脂后形成固體培養(yǎng)基，滅菌，制成固體平板，在恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)，根據(jù)是否能在選擇培養(yǎng)基上生長(zhǎng)篩選出突變菌．
（2）步驟2中添加高濃度蔗糖（葡萄糖），調(diào)低pH是為了提供高糖和酸性的篩選環(huán)境，步驟3稀釋涂布平板是為了獲得單個(gè)細(xì)菌繁殖而來的菌落，步驟4是為了篩選出能生長(zhǎng)的具有耐高糖和耐酸的特性菌落．
（3）酵母菌是兼性厭氧性生物，在釀酒過程中，經(jīng)檢測(cè)活菌數(shù)量適宜但卻不產(chǎn)生酒精，應(yīng)采取的措施是隔絕空氣．
（4）為研究發(fā)酵罐中酵母菌的生長(zhǎng)狀況可通過pH值的大小來判定，酵母菌喜歡偏酸，故一般情況下pH值越小取樣時(shí)間越靠后．
（5）由于酵母菌缺乏分解纖維素和半纖維素的酶系，所以酵母菌無法直接利用蔗渣廢棄物中的成分，為了解決這一問題，可以在酵母菌中轉(zhuǎn)人分解酶系相關(guān)基因；利用酶或微生物分解蔗渣；利用物理和化學(xué)方法分解蔗渣；將酵母菌與其他能分解蔗渣的微生物混合發(fā)酵．
（6）PCR擴(kuò)增反應(yīng)中加人引物的作用是結(jié)合在模板DNA上，提供DNA延伸起始位點(diǎn)；DNA聚合酶的作用是從引物的3'端開始催化DNA鏈的延伸．
故答案為：
（1）添加高濃度蔗糖（葡萄糖）  調(diào)低pH值      是否能在選擇培養(yǎng)基上生長(zhǎng)
（2）隔絕空氣  
（3）pH值的大小，pH值越小取樣時(shí)間越靠后
（4）缺乏相應(yīng)分解酶系（或缺乏纖維素酶和半纖維素酶）  在酵母菌中轉(zhuǎn)入分解酶系相關(guān)基因；利用酶或微生物分解麥稈；利用物理和化學(xué)方法分解麥稈；將酵母菌與其他能分解麥稈的微生物混合發(fā)酵
（5）結(jié)合在模板DNA上，提供DNA延伸起始位點(diǎn)   催化DNA子鏈的合成

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查考生對(duì)生物技術(shù)實(shí)踐模塊中的特殊微生物的篩選及應(yīng)用、酶的應(yīng)用以及PCR技術(shù)的基本操作和應(yīng)用等內(nèi)容的掌握；理論聯(lián)系實(shí)際，針對(duì)生物學(xué)問題進(jìn)行初步研究，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)路線，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象進(jìn)行正確的分析與判斷，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力．