Question

【題目】民間諺語(yǔ)“玉米帶大豆，十年九不漏”的意思是：玉米與大豆間作種植，十年中有九年不至于欠收。研究表明，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是大豆根部有根瘤菌，根瘤菌與豆科植物的共生體系具有很強(qiáng)的固氮作用，能固定空氣中的氣態(tài)氮為植物所用。某科研小組計(jì)劃在玉米大豆間作套種地塊分離土壤中的根瘤菌，以研究生物固氮的相關(guān)問(wèn)題。

（1）科研小組的同學(xué)通過(guò)查閱資料得知多菌靈和五氯硝基苯都有抑制真菌的作用，且查到部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：含抑菌劑的培養(yǎng)基對(duì)土壤真菌數(shù)量的影響（個(gè)/克干土）

供試土壤	培養(yǎng)基
	基礎(chǔ)培養(yǎng)基	含多菌靈的培養(yǎng)基			含五氧硝基苯的培養(yǎng)基
		0．1克*	0．2克*	0．3克*	0．1克*	0．2克*	0．3克*
水稻土（無(wú)錫）	201．5	0．11	0．11	0．25	4．21	5．00	3．68
黃棕壤（南京）	10．52	0．14	0．16	0．23	9．32	15．68	8．64
紅壤（江西）	25．38	0	0	0	0．05	0．50	0

*300毫升基培養(yǎng)基加入的抑菌劑量

分離根瘤菌的過(guò)程中，用含___________（填“五氯硝基苯”或“多菌靈”）的培養(yǎng)基抑制真菌的效果會(huì)更明顯；在含五氯硝基苯的300ml基礎(chǔ)培養(yǎng)基中，加入五氯硝基苯的量與抑制真菌效果的關(guān)系是________（填“呈正相關(guān)”或“呈負(fù)相關(guān)”或“無(wú)法判斷”）。

（2）實(shí)驗(yàn)室一般采用___________法對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌。分離純化根瘤菌時(shí)，需要對(duì)土壤浸出液進(jìn)行梯度稀釋的原因是___________。

（3）2019年7月16日，科學(xué)家通過(guò)基因工程方法，將一種具有固氮作用的藍(lán)細(xì)菌A的20多個(gè)固氮基因，轉(zhuǎn)移到另一種不能固氮的藍(lán)細(xì)菌B中，在人工去除氧氣的環(huán)境下，讓后者獲得了固氮能力�？蒲行〗M的同學(xué)指出：“基因工程的誕生需要生物學(xué)理論基礎(chǔ)，相關(guān)技術(shù)的發(fā)明使基因工程的實(shí)施成為可能。通過(guò)基因工程將固氮基因轉(zhuǎn)入單子葉植物，并經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯產(chǎn)生固氮酶并不難，難的是固氮酶還要有活性。”

①催生基因工程的三個(gè)最重要的生物學(xué)基礎(chǔ)理論是______________________。

②科學(xué)家通過(guò)基因工程的方法使大田中的普通玉米合成了上述固氮酶，但該轉(zhuǎn)基因玉米不能像藍(lán)細(xì)菌B那樣進(jìn)行生物固氮，根據(jù)上述材料分析其原因最可能是______________________。

Answer 1

【答案】多菌靈 無(wú)法判斷 高壓蒸汽滅菌 土壤浸出液中根瘤菌的濃度高，直接培養(yǎng)很難分離得到單菌落 DNA是遺傳物質(zhì)的證明、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則的確立、遺傳密碼的破譯 固氮酶對(duì)氧氣敏感，需要在無(wú)氧條件下才有活性，大田中的玉米不具有無(wú)氧環(huán)境，固氮酶的作用被抑制

【解析】

從表格中看出在含有多菌靈的培養(yǎng)基中真菌數(shù)目明顯比含五氧硝基苯的培養(yǎng)基數(shù)目少，說(shuō)明抑制能力強(qiáng)；

稀釋涂布平板法：將待分離的菌液經(jīng)過(guò)大量稀釋后，均勻涂布在培養(yǎng)皿表面，經(jīng)培養(yǎng)后可形成單個(gè)菌落。

（1）從表格中看出，加入多菌靈比加入五氯硝基苯真菌的數(shù)量少，說(shuō)明多菌靈的抑制真菌的效果更明顯；比較加入五氯硝基苯的三種培養(yǎng)基，真菌數(shù)量隨著五氯硝基苯的濃度增加無(wú)明顯關(guān)系，所以二者關(guān)系無(wú)法判斷。

（2）對(duì)培養(yǎng)基滅菌采用高壓蒸汽滅菌法；由于土壤浸出液中根瘤菌的濃度高，直接培養(yǎng)很難分離得到單菌落，所以需要對(duì)浸出液進(jìn)行梯度稀釋。

（3）①基因工程的三個(gè)最重要的生物學(xué)基礎(chǔ)理論是DNA是遺傳物質(zhì)的證明、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則的確立、遺傳密碼的破譯。

②根據(jù)題干信息“不能固氮的藍(lán)細(xì)菌B在人工去除氧氣的環(huán)境下，獲得了固氮能力”說(shuō)明固氮需要在無(wú)氧的條件下，所以玉米不能固氮的原因：固氮酶對(duì)氧氣敏感，需要在無(wú)氧條件下才有活性，大田中的玉米不具有無(wú)氧環(huán)境，固氮酶的作用被抑制。