Question

4．普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，有人將地衣芽孢桿菌的a-淀粉酶基因轉(zhuǎn)入酵母菌中，經(jīng)篩選得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌種（過程如圖甲所示）．

（1）圖甲中，過程①需要的酶有限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶．為達到篩選目的，平板內(nèi)的固體培養(yǎng)基應以淀粉作為唯一碳源．②、③過程需重復幾次，目的是進一步篩選純化獲得分解淀粉能力強的酵母菌．
（2）某同學嘗試過程③的操作，其中一個平板經(jīng)培養(yǎng)后的菌落分布如圖乙所示．該同學的接種方法是稀釋涂布平板法；推測該同學接種時可能的操作失誤是涂布不均勻．
（3）以淀粉為原料，用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的適宜條件下密閉發(fā)酵，接種菌的發(fā)酵罐需要先排氣，其原因是工程酵母工程酵母菌分解淀粉產(chǎn)生葡萄糖的能力強，導致酒精發(fā)酵產(chǎn)生二氧化碳的速率更快．

Answer 1

分析 根據(jù)題意和圖示分析可知：圖甲是將地衣芽孢桿菌的α-淀粉酶基因轉(zhuǎn)入酵母菌中經(jīng)篩選得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌種的過程．圖中①表示基因表達載體的構(gòu)建過程；②、③過程重復幾次的目的是純化獲得分解淀粉能力強的酵母菌．
圖乙是一個平板經(jīng)培養(yǎng)后的菌落分布，可見其采用的是稀釋涂布平板法，但圖中群落分布相對較集中．

解答 解：（1）圖甲過程①表示基因表達載體的構(gòu)建，該過程先要用同種限制性核酸內(nèi)切酶切割含有目的基因的外源DNA分子和質(zhì)粒，再用DNA連接酶將目的基因和載體連接起來形成重組質(zhì)粒．普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，而工程酵母菌可以高效利用淀粉，所以用以淀粉為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基可以選出工程酵母菌．②、③過程重復幾次的目的是進一步篩選純化獲得分解淀粉能力強的酵母菌．
（2）由圖乙可知，該同學采用的是稀釋涂布平板法，但菌落比較集中，沒有很好的分散開來，可能是涂布不均勻?qū)е碌模?br />（3）普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，而工程酵母菌可以高效利用淀粉，即將淀粉分解產(chǎn)生葡萄糖的能力強，導致酒精發(fā)酵速率快，產(chǎn)生二氧化碳的速率更快，所以接種工程酵母菌的發(fā)酵罐要先排氣．
故答案為：
（1）限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶   淀粉   進一步篩選純化獲得分解淀粉能力強的酵母菌
（2）稀釋涂布平板法  涂布不均勻
（3）工程酵母工程酵母菌分解淀粉產(chǎn)生葡萄糖的能力強，導致酒精發(fā)酵產(chǎn)生二氧化碳的速率更快

點評 本題以工程菌為素材，結(jié)合圖表綜合考查基因工程、微生物的實驗室培養(yǎng)、果酒制作、培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的變化，要求考生識記基因工程的工具及操作步驟；識記微生物的接種方法，能根據(jù)圖乙判斷接種方法及圖乙現(xiàn)象出現(xiàn)的原因．