Question

【題目】呼吸缺陷型酵母菌是野生型酵母菌的突變菌株，其線粒體功能喪失，只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸。科研人員為獲得高產(chǎn)酒精的呼吸突變型酵母菌進(jìn)行了相關(guān)研究。

（1）酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生酒精首先要通入無(wú)菌空氣，目的是______________________。一段時(shí)間后密封發(fā)酵要注意控制發(fā)酵罐中的______________________條件（至少答出2個(gè)）。

（2）為優(yōu)化篩選呼吸缺陷型酵母菌的條件，研究人員設(shè)計(jì)了紫外線誘變實(shí)驗(yàn)，記錄結(jié)果如下表。表中A、B、C分別是__________。據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，最佳誘變處理的條件為_______________________________。

組別	1組	2組	3組	4組	5組	6組	7組	8組	9組
照射時(shí)間/min	A	1．5	1．5	2．0	2．0	2．0	2．5	2．5	2．5
照射劑量/W	12	15	17	12	15	B	12	15	17
照射距離/cm	18	20	22	20	22	18	22	18	C
篩出率/%	3	7	13	5	15	6	4	7	11

（3）TTC是無(wú)色物質(zhì)，可以進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)與足量的還原劑[H]反應(yīng)生成紅色物質(zhì)。為篩選呼吸缺陷突變菌株可以在基本培養(yǎng)基中添加____________，該培養(yǎng)基屬于___________培養(yǎng)基。如果出現(xiàn)___________的菌落則為呼吸缺陷型酵母菌，原因是____________________________。

（4）科研人員為檢測(cè)該呼吸突變型酵母菌是否具備高產(chǎn)酒精的特性，做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)推測(cè)該呼吸缺陷型酵母菌__________（填“適宜”或“不適宜”）作為酒精發(fā)酵菌種，依據(jù)是______________________。

Answer 1

【答案】使酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生較多的ATP，用于酵母菌的繁殖 溫度、氣壓、PH值 1．5、17、20 照射時(shí)間2．0min、照射劑量15W、照射距離22cm TTC 鑒別 白色 呼吸缺陷型酵母菌無(wú)法產(chǎn)生大量的[H]（或“NADH”），不能將TTC還原為紅色物質(zhì) 不適宜 在8-32小時(shí)發(fā)酵時(shí)間內(nèi)，呼吸缺陷型酵母菌產(chǎn)酒精量小于野生型

【解析】

1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則為單一變量和對(duì)照原則；

2、酵母菌是兼性厭氧性生物，既能進(jìn)行有氧呼吸也能進(jìn)行無(wú)氧呼吸；

3、有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和還原性氫，釋放出少量能量，第二階段是丙酮酸和水在酶的催化作用下生成大量還原性氫和二氧化碳，釋放出少量能量，第三階段是前兩個(gè)階段產(chǎn)生的還原性氫和氧氣結(jié)合生成水，釋放出大量能量。

（1）酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生酒精首先要通入無(wú)菌空氣，是為了使酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生較多的ATP，用于酵母菌的大量繁殖，增加酵母菌的數(shù)量。密封發(fā)酵要注意控制發(fā)酵罐中的溫度、氣壓、PH值等發(fā)酵條件。

（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的是單一變量原則，由表可知，照射時(shí)間和照射劑量以及照射距離的值是固定的3個(gè)，即照射時(shí)間（1.5、2.0、2.5），照射劑量（12、15、17），照射距離（18、20、22），故123組照射時(shí)間一定，故1組照射時(shí)間應(yīng)為1.5，同理456組照射劑量一定，6組的照射劑量為17，789組照射距離一定，對(duì)應(yīng)的9組照射距離為20，從表中可以分析得出第5組誘變效果最好，即在照射時(shí)間2min、照射劑量15W、照射距離22cm的條件下。

（3）TTC是無(wú)色物質(zhì)，可以進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)與足量的還原劑[H]反應(yīng)生成紅色物質(zhì)。利用這個(gè)原理，為篩選呼吸缺陷突變菌株可以在基本培養(yǎng)基中添加TTC，這樣的培養(yǎng)基具有篩選的功能，屬于選擇培養(yǎng)基。由于呼吸缺陷型酵母菌無(wú)法產(chǎn)生大量的[H]（或“NADH”），不能將TTC還原為紅色物質(zhì)，故培養(yǎng)基中出現(xiàn)白色的菌落則為呼吸缺陷型酵母菌。

（4）由圖可知，在8-32小時(shí)內(nèi)，野生型比呼吸缺陷型酵母菌發(fā)酵液酒精濃度高，所以呼吸缺陷型酵母菌不適宜作為酒精發(fā)酵菌種。