Question

【題目】回答下列（一）、（二）小題：

（一）開發(fā)山楂果醋恰好讓山楂中的有機(jī)酸豐富了果醋的酸味，同時(shí)也彌補(bǔ)生食山楂酸味大的缺陷，具體釀制山楂果醋分為以下三個(gè)階段，請(qǐng)將具體過程補(bǔ)充完整。

（1）制備山楂果原汁：選成熟的山楂果，在清水沖洗山楂果_______（填“之前”或“之后”）去梗。將山楂果切片并去籽，再添加_______，酶解適宜時(shí)間后壓榨取果汁。

（2）乙醇發(fā)酵：由于山楂果原汁_______，故發(fā)酵液中添加適量蔗糖，以獲得酒精含量較高的果酒。果汁中加入活化的________后，在適宜環(huán)境下發(fā)酵一段時(shí)間，當(dāng)發(fā)酵液中停止_______，發(fā)酵完畢待過濾，或發(fā)酵至_______，上清液即為果酒，用虹吸法取出。

（3）醋酸發(fā)酵：將醋化醋桿菌進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)后，經(jīng)檢查菌體生長(zhǎng)正常并無(wú)雜菌污染后接種于山楂酒-水中進(jìn)行發(fā)酵，整個(gè)發(fā)酵過程需要通入_______。在發(fā)酵后期加入0．3~0．4%的食鹽，其目的是調(diào)味和_______，以防止果醋被發(fā)酵分解。

（二）下圖為轉(zhuǎn)基因抗蟲煙草的培育流程，①②③④表示過程，其中②表示利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞。回答下列相關(guān)問題：

（1）在①過程構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，若用同一種限制性核酸內(nèi)切酶處理Ti質(zhì)粒和含目的基因的DNA片段，使兩者形成粘性末端用于拼接，這種方法的明顯缺點(diǎn)是目的基因和質(zhì)粒________（答出2點(diǎn)即可）。另外，影響拼接效率的主要因素，除以上缺點(diǎn)和鹽離子濃度、滲透壓、溫度等環(huán)境因素外，還有_______（答出2點(diǎn)即可）。

（2）在②過程中，將圖示重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌時(shí)可用______處理農(nóng)桿菌，以提高轉(zhuǎn)化效率。操作之后，需要特定的培養(yǎng)基對(duì)農(nóng)桿菌進(jìn)行篩選，其原因是_______，最終篩選到的對(duì)象在相應(yīng)選擇培養(yǎng)基上的存活情況是________。

（3）在③過程常通過調(diào)節(jié)_______的適當(dāng)配比，從愈傷組織誘導(dǎo)出芽和根的_____，并由此再生出新植株。獲得轉(zhuǎn)基因煙草后，再通過[④]_______過程實(shí)現(xiàn)多個(gè)世代組織培養(yǎng)。

Answer 1

【答案】之后 果膠酶（和果膠甲酯酶） 含糖量較低 干酵母（懸液） 出現(xiàn)氣泡 酵母下沉 無(wú)菌空氣/氧氣 抑制雜菌 反向拼接/倒接、（自身）環(huán)化 且的基因的濃度、質(zhì)粒的濃度、反應(yīng)時(shí)間 氯化鈣CaCl2 不是所有的農(nóng)桿菌都接納了重組質(zhì)粒 在含四環(huán)素培養(yǎng)基上存活，在含青霉素培養(yǎng)基上死亡 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑/植物激素 項(xiàng)端分生組織 繼代培養(yǎng)

【解析】

1.釀酒和制醋是最古老的生物技術(shù)。與酒和醋的生產(chǎn)有關(guān)的微生物分別是酵母菌和醋桿菌，它們各有不同的菌種。菌種的不同，所產(chǎn)生的酒和醋的風(fēng)味也不同。本實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是制作果酒和果醋，所用的原料是葡萄或其他果汁。葡萄酒是酵母利用葡萄糖進(jìn)行酒精發(fā)酵(乙醇發(fā)酵)的產(chǎn)物。酵母菌只有在無(wú)氧條件下才能進(jìn)行酒精發(fā)酵，即將葡萄糖氧化成乙醇，而且當(dāng)培養(yǎng)液中乙醇的濃度超過16%時(shí)，酵母菌就會(huì)死亡。葡萄糖氧化成乙醇的反應(yīng)式如下。

醋桿菌在有氧條件下才能將乙醇氧化為醋酸，醋桿菌所產(chǎn)生的醋酸可使培養(yǎng)液中醋酸的含量高達(dá)13%。

2. 基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成．

（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等．

（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法．

（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)．個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

（一）（1）制備山楂果原汁通常選成熟的山楂果，為了避免雜菌污染，通常在用清水沖洗山楂果之后去梗。將山楂果切片并去籽，為了提高出汁率和澄清度，通常需要添加果膠酶（和果膠甲酯酶）處理，酶解適宜時(shí)間后壓榨取果汁。

（2）乙醇發(fā)酵時(shí)通常需要在發(fā)酵液中添加適量蔗糖，以彌補(bǔ)山楂果原汁含糖量較低的不足，同時(shí)也是為了滿足酵母菌發(fā)酵需要的底物量，從而獲得酒精含量較高的果酒。然后在果汁中加入活化的干酵母（懸液）后，置于適宜環(huán)境下進(jìn)行發(fā)酵，由于酵母菌無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和二氧化碳，所以在發(fā)酵過程中會(huì)有氣泡產(chǎn)生，當(dāng)發(fā)酵液中不再出現(xiàn)氣泡時(shí)，意味著發(fā)酵完成，然后過濾獲得果酒；也可發(fā)酵至酵母下沉后，用虹吸法取出上清液即為果酒。

（3）醋酸發(fā)酵中，由于醋化醋桿菌在有氧氣的條件下將酒精變?yōu)闉橐胰�，進(jìn)而變?yōu)橐掖�，所以整個(gè)發(fā)酵過程需要通入無(wú)菌空氣/氧氣。在發(fā)酵后期加入0．3~0．4%的食鹽，食鹽起到了調(diào)味和抑制雜菌的作用，進(jìn)而防止果醋被其他微生物發(fā)酵分解。

（二）（1）①為構(gòu)建基因表達(dá)載體的過程，若用同一種限制性核酸內(nèi)切酶處理Ti質(zhì)粒和含目的基因的DNA片段，則兩者會(huì)出現(xiàn)相同的粘性末端從而使得拼接變得容易，但這種方法存在明顯的缺點(diǎn)是在拼接時(shí)會(huì)出現(xiàn)反向拼接/倒接、（自身）環(huán)化等情況。影響拼接效率的因素主要有鹽離子濃度、滲透壓、溫度等環(huán)境因素，除此外，還有且的基因的濃度、質(zhì)粒的濃度和反應(yīng)時(shí)間也會(huì)影響拼接的效率。

（2）②過程為將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞的過程，將圖示重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌時(shí)，為了提高導(dǎo)入的成功率，可用氯化鈣CaCl2 處理農(nóng)桿菌，以提高轉(zhuǎn)化效率。因?yàn)閷?dǎo)入的成功率較低，也就是說，并不是所有的農(nóng)桿菌都接納了重組質(zhì)粒，可能有的導(dǎo)入的是普通質(zhì)粒，或者沒有導(dǎo)入成功，所以需要在特定的培養(yǎng)基對(duì)農(nóng)桿菌進(jìn)行篩選，由于圖中重組質(zhì)粒上含有標(biāo)記基因四環(huán)素抗性基因，而抗青霉素的基因被破壞，為了篩選出成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌，需要將待篩選的農(nóng)桿菌分別接種在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基和含青霉素的培養(yǎng)基上進(jìn)行篩選，最終篩選到成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌在相應(yīng)選擇培養(yǎng)基上的存活情況是在含四環(huán)素培養(yǎng)基上存活，在含青霉素培養(yǎng)基上死亡。

（3）③過程為再分化成植株的過程，該過程中需要通過調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑/植物激素的適當(dāng)配比，從而實(shí)現(xiàn)由愈傷組織誘導(dǎo)出芽和根的項(xiàng)端分生組織的目的，并由此再生出新植株。獲得轉(zhuǎn)基因煙草后，再通過[④] 繼代培養(yǎng)過程實(shí)現(xiàn)多個(gè)世代組織培養(yǎng)，從而實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)基因煙草的擴(kuò)大培養(yǎng)。