Question

【題目】回答下列（一）、（二）小題：

（一）蘋果酒和蘋果醋制作的實驗流程如下圖，回答下列相關問題。

（1）放置一段時間的水果比新鮮水果要軟，可能的原因是水果中____________能分解細胞壁，使水果細胞相互分離，導致水果變軟。在工業(yè)化生產中，可采用____________技術，利于該酶從果汁分離并實現(xiàn)反復利用。

（2）為提高酒精發(fā)酵的效率，對野生酵母菌進行誘變后，利用____________和____________的培養(yǎng)基，篩選得到具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌。

（3）可通過測定酵母菌數(shù)量、發(fā)酵液密度和酒精濃度等監(jiān)控酒精發(fā)酵情況。發(fā)酵初期，可采用_____培養(yǎng)法測定酵母菌的活菌數(shù)量；發(fā)酵中期，發(fā)酵液密度降低的原因是____________。

（4）轉入醋酸發(fā)酵前，需調整的發(fā)酵條件是____________，常通過____________來監(jiān)控醋酸發(fā)酵情況。

（二）科學家利用基因工程和植物克隆技術培育出了抗植物病毒的轉基因番茄，回答下列問題：

（1）要獲得未知序列的抗病基因，通常是將含有抗病基因的生物的DNA，用限制性核酸內切酶切成片段，插入____________分子中，并將所得的重組載體導入受體菌的群體中儲存，通過受體菌的__________使其擴增，建立一個包括目的基因在內的____________。

（2）配制含有適當營養(yǎng)物質、植物生長調節(jié)劑和瓊脂的培養(yǎng)基，倒在試管中經____________后凝固成半固體培養(yǎng)基，用于培養(yǎng)植物組織塊得到愈傷組織，再通過____________培養(yǎng)獲得單個植物細胞，導入外源基因后再經過培養(yǎng)基中成分的誘導，可發(fā)生類似受精卵發(fā)生卵裂、分化、____________而發(fā)育成胚的過程，繼而長成完整植株。

（3）利用基因工程培育作物新品種，克服了傳統(tǒng)育種____________的不足。與小麥、玉米相比，番茄細胞更易再生出新植株，說明不同種類植物的____________表達程度大不相同。

Answer 1

【答案】果膠酶 固定化（酶） 高濃度的蔗糖（葡萄糖） 加酸（調低pH） 稀釋涂布平板 發(fā)酵時糖被消耗，產生酒精和CO2的密度比糖水低 適當升高溫度，通入無菌空氣 用pH試紙檢測發(fā)酵液的pH值 載體DNA 無性繁殖 基因文庫 滅菌 液體懸浮培養(yǎng) 器官發(fā)生和形態(tài)建成 時間較長，而且遠緣親本難以雜交 細胞全能性

【解析】

1.據(jù)圖分析，圖示為利用蘋果進行酒精發(fā)酵和果醋發(fā)酵的過程，酒精發(fā)酵利用的是酵母菌的無氧呼吸，而醋酸發(fā)酵利用的醋酸菌，醋酸菌為好氧菌；兩個發(fā)酵工程的菌種、溫度條件、氣體條件都有所不同。

2.基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲取，②基因表達載體的構建，③將目的基因導入受體細胞，④目的基因的檢測與鑒定。

（一）（1）植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，水果中的果膠酶等水解酶能分解細胞壁，使長期放置的水果細胞相互分離，導致水果變軟；利用固定化酶技術利于該酶從果汁分離并實現(xiàn)反復利用。

（2）根據(jù)題意分析，要篩選得到的是具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌，因此篩選所用的培養(yǎng)基中應該加高濃度的蔗糖（葡萄糖）和酸（調低pH）。

（3）發(fā)酵初期，測定酵母菌的活菌數(shù)量可采用稀釋涂布平板法；由于發(fā)酵時糖被消耗，而產生酒精和CO2的密度比糖水低，所以發(fā)酵中期，發(fā)酵液密度降低。

（4）醋酸菌是好氧菌，發(fā)酵需要的溫度條件比酵母菌高，所以轉入醋酸發(fā)酵前，需調整的發(fā)酵條件是適當升高溫度，通入無菌空氣；可以用pH試紙檢測發(fā)酵液的pH值來監(jiān)控醋酸發(fā)酵情況。

（二）（1）根據(jù)題意分析，用限制酶將含有抗病基因的生物的DNA切成片段，插入載體DNA分子中得到重組載體，再導入受體菌的群體中儲存，通過受體菌的無性繁殖使其擴增，建立一個包括目的基因在內的基因文庫。

（2）培養(yǎng)基配制好后倒在試管中，經過滅菌后凝固成半固體培養(yǎng)基，由于植物組織培養(yǎng)過程中的脫分化，得到愈傷組織，再通過液體懸浮培養(yǎng)培養(yǎng)獲得單個植物細胞；然后將外源基因導入該懸浮植物細胞，再經過誘導，可發(fā)生類似受精卵發(fā)生卵裂、分化、器官發(fā)生和形態(tài)建成而發(fā)育成胚的過程，繼而長成完整植株。

（3）利用基因工程育種，可以克服傳統(tǒng)育種時間較長，而且遠緣親本難以雜交的不足；與小麥、玉米相比，番茄細胞更易再生出新植株，說明不同種類植物的細胞全能性表達程度大不相同。