Question

（2013四川卷）10．（12分）由于酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，有人將地衣芽孢桿菌的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（過(guò)程如圖甲所示）。

（1）圖甲中，過(guò)程①需要的酶有_____________。為達(dá)到篩選目的，平板內(nèi)的固體培養(yǎng)基應(yīng)以____________作為唯一碳源。②、③過(guò)程需要重復(fù)幾次，目的是______________。

（2）某同學(xué)嘗試過(guò)程③的操作，其中一個(gè)平板經(jīng)培養(yǎng)后的菌落分布如圖乙所示。該同學(xué)的接種方法是_____________________；推測(cè)該同學(xué)接種時(shí)可能的操作失誤是______________。

（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__________________________。

（4）用凝膠色譜法分離α一淀粉酶時(shí)，在色譜柱中移動(dòng)速度較慢的蛋白質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量較________。

Answer 1

【答案】（1）限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶       淀粉      進(jìn)一步篩選純化獲得分解淀粉能力強(qiáng)的酵母菌   

（2）稀釋涂布平板法     涂布不均勻  

（3）工程酵母      工程菌分解淀粉產(chǎn)生葡萄糖的能力強(qiáng)，導(dǎo)致酒精發(fā)酵產(chǎn)生CO₂的速率更快    

（4）小

【解析】本題考查選修本中相關(guān)知識(shí)，包括有基因工程、微生物的培養(yǎng)和發(fā)酵、蛋白質(zhì)的提取和分離等。

（1）①步驟為將目的基因與運(yùn)載體連接，需要先用同一種限制性核酸內(nèi)切酶分別切割質(zhì)粒和目的基因，露出相同的黏性末端，然后再用DNA連接酶連接為重組質(zhì)粒；而在以淀粉為唯一碳源的培養(yǎng)基中，其他微生物難以利用淀粉而被抑制，從而篩選高效利用淀粉的工程酵母菌；重復(fù)篩選多次可以提高目的菌的純度。

（2）圖中平板培養(yǎng)后的結(jié)果，形成了多個(gè)菌落，因此為稀釋涂布平板法，但是菌落分布不均勻，集中分布在一定區(qū)域，說(shuō)明涂布不均勻。

（3）由于工程酵母菌能夠更高效的利用淀粉，因此在以淀粉為原料的培養(yǎng)條件下，可以更快的進(jìn)行增殖和發(fā)酵，酒精發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳較多，所以需要先排氣。

（4）凝膠色譜法分離的原理是相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)分子不能進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部，只能分布在顆粒之間，通過(guò)的路程較短，移動(dòng)速度較快；相對(duì)分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)分子比較容易進(jìn)入凝膠內(nèi)的通道，通過(guò)的路程較長(zhǎng)，移動(dòng)速度較慢。因此，移動(dòng)速度較慢的蛋白質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量較小。