Question

為了實現(xiàn)燃料供應(yīng)來源多樣化，發(fā)展長期替代化石燃料的產(chǎn)品如燃料酒精、生物柴油、沼氣等已經(jīng)列入我國未來10年的發(fā)展計劃。

    廣東省是我國甘蔗主產(chǎn)區(qū)之一。甘蔗是一種高光效的C₄植物，單位面積產(chǎn)量很高，種植面積日益擴(kuò)大，目前已成為南方地區(qū)燃料酒精生產(chǎn)的重要原料。利用甘蔗生產(chǎn)燃料酒精的一般工藝流程為：甘蔗→榨汁（蔗糖）→酵母發(fā)酵→蒸餾→成品（燃料酒精）。

    請根據(jù)上述材料，回答下列問題：

（1)簡述甘蔗大規(guī)�？焖俜敝臣夹g(shù)的過程。

（2）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(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。

（3)上述步驟2、3和4的依據(jù)分別是_________。

 (4）利用獲得的突變菌和蔗汁進(jìn)行酒精發(fā)酵實驗，除了將培養(yǎng)基滅菌、保持空間潔凈外，發(fā)酵過程中防止外來雜菌入侵還有哪些可行方法？（列舉兩種）

（5)甘蔗榨汁以后還有大量的蔗渣廢棄物，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，原因是其_____。請?zhí)岢鼋鉀Q該問題的方法。（列舉兩種方法）

 (6）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)中加入引物和DNA聚合酶的作用分別是什么？

Answer 1

（1)選取甘蔗外植體，通過誘導(dǎo)脫分化產(chǎn)生愈傷組織，然后通過調(diào)整植物激素比例，再分化形成芽和根，獲得大量試管苗（或通過誘導(dǎo)大量形成胚狀體，制成人工種子，適宜條件下萌發(fā)長成幼苗）。

（2)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。

（3）提供高糖和酸性的篩選環(huán)境；獲得單菌落；能生長代表該菌落具有耐高糖和耐酸的特性。

 (4)①利用突變菌的耐酸特性，降低培養(yǎng)基的pH值，達(dá)到抑菌的目的；②利用突變菌的耐高糖特性，通過高滲環(huán)境達(dá)到抑菌目的；③保持厭氧環(huán)境，達(dá)到抑菌目的；④在培養(yǎng)基中添加一些抑制物如特殊的抗生素，達(dá)到抑菌目的。

 (5）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）引物的作用是結(jié)合在模板DNA上，提供DNA延伸起始位點；DNA聚合酶的作用是從引物的3'端開始催化DNA鏈的延伸。

立意：綜合考查考生對生物技術(shù)實踐模塊中的植物組織培養(yǎng)、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)系實際，針對生物學(xué)問題進(jìn)行初步研究，設(shè)計實驗路線，對實驗結(jié)果和現(xiàn)象進(jìn)行正確的分析與判斷，綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。