Question

7．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．當糖度下降到一定程度后，結束發(fā)酵．最后分別輸出有形物質和啤酒．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，對野生酵母菌進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)基的基礎上，注意添加高濃度蔗糖（葡萄糖）和調低pH值，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)是否能在選擇培養(yǎng)基上生長篩選出突變菌．
（2）釀酒過程中，經(jīng)檢測活菌數(shù)量適宜但卻不產(chǎn)生酒精，應采取的措施是隔絕空氣．
（3）為研究發(fā)酵罐中酵母菌的生長狀況，常要取樣統(tǒng)計分析，并測定pH值，判斷取樣先后順序的主要依據(jù)是pH值的大小，pH值越小取樣時間越靠后．
（4）小麥脫粒以后還有大量的麥稈，主要成分為木質素、纖維素和半纖維素，但是酵母菌無法直接利用，原因是其缺乏相應分解酶系（或缺乏纖維素酶和半纖維素酶）．請?zhí)岢鼋鉀Q該問題的方法：在酵母菌中轉入分解酶系相關基因；利用酶或微生物分解麥稈；利用物理和化學方法分解麥稈；將酵母菌與其他能分解麥稈的微生物混合發(fā)酵．

Answer 1

分析 1、自然界中目的菌株的篩選
①依據(jù)：根據(jù)它對生存環(huán)境的要求，到相應的環(huán)境中去尋找．
②實例：PCR技術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細菌中提取出來的．
2、實驗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的條件（包括營養(yǎng)、溫度．pH等），同時抑制或阻止其他微生物生長．
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，能夠生長的細菌就是能分解尿素的細菌．

解答 解：（1）篩選耐高糖和耐酸特性的酵母菌，則應添加高濃度蔗糖（葡萄糖），調低pH，加瓊脂后形成固體培養(yǎng)基，滅菌，制成固體平板．
（2）酵母菌是兼性厭氧性生物，在釀酒過程中，經(jīng)檢測活菌數(shù)量適宜但卻不產(chǎn)生酒精，應采取的措施是隔絕空氣．
（3）為研究發(fā)酵罐中酵母菌的生長狀況可通過pH值的大小來判定，酵母菌喜歡偏酸的環(huán)境，故一般情況下pH值越小取樣時間越靠后．
（4）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，可以在酵母菌中轉人分解酶系相關基因；利用酶或微生物分解蔗渣；利用物理和化學方法分解蔗渣；將酵母菌與其他能分解蔗渣的微生物混合發(fā)酵．
故答案為：
（1）添加高濃度蔗糖（葡萄糖）      調低pH值
（2）隔絕空氣  
（3）pH值的大小，pH值越小取樣時間越靠后
（4）缺乏相應分解酶系（或缺乏纖維素酶和半纖維素酶）      在酵母菌中轉入分解酶系相關基因；利用酶或微生物分解麥稈；利用物理和化學方法分解麥稈；將酵母菌與其他能分解麥稈的微生物混合發(fā)酵

點評 本題綜合考查考生對生物技術實踐模塊中的特殊微生物的篩選及應用、酶的應用以及PCR技術的基本操作和應用等內(nèi)容的掌握；理論聯(lián)系實際，針對生物學問題進行初步研究，設計實驗路線，對實驗結果和現(xiàn)象進行正確的分析與判斷，綜合運用所學知識解決實際問題的能力．