Question

【題目】某化工廠的污水池中含有一種有害的、難以降解的有機化合物A，研究人員利用以下兩種方法獲得了能高效降解化合物A的細菌。

Ⅰ 方法一：研究人員利用有機化合物A、磷酸鹽、鎂鹽以及微量元素配制的培養(yǎng)基成功篩選到能高效降解化合物A的細菌。實驗的主要步驟如下圖所示，請分析回答：

(1)培養(yǎng)基中加入化合物A的目的是__________________。

(2)“目的菌”生長所需的氮源和碳源是來自培養(yǎng)基中的_______________。實驗需要振蕩培養(yǎng)，由此推測“目的菌”的代謝類型是_________________。

(3)在上述實驗操作過程中，獲得純凈“目的菌”的關(guān)鍵是________________________。

(4)轉(zhuǎn)為固體培養(yǎng)時，常采用_____________的方法接種，獲得單菌落后繼續(xù)篩選。

(5)若研究“目的菌”的群體生長規(guī)律，將單個菌落進行液體培養(yǎng)，可采用顯微直接計數(shù)法進行計數(shù)。若以一個大方格(體積為0.4mm3)有25個中方格的計數(shù)板為例進行計算，設(shè)五個中方格中總菌數(shù)為B，菌液稀釋倍數(shù)為C，那么原菌液的菌群密度為_________________個/mL。

Ⅱ 方法二：研究人員通過化學(xué)方法合成了高效降解化合物A的某種酶的基因，利用PCR擴增后，采用一定方法導(dǎo)入細菌細胞中，經(jīng)篩選、培養(yǎng)獲得高效降解化合物A的細菌。請分析回答：

(1)在利用PCR擴增該酶的基因時，在擴增緩沖液中添加4種脫氧核苷三磷酸作為原料而不是脫氧核苷酸，從而使反應(yīng)體系不需要再加入ATP提供能量，請推測PCR反應(yīng)合成DNA子鏈時能量來源于______________________。

(2)假如PCR反應(yīng)所用的引物含有放射性、模板不具有放射性,且引物不被切除,則經(jīng)過n次循環(huán),具有放射性的脫氧核苷酸鏈占總鏈數(shù)的比值為_____________。

Answer 1

【答案】 篩選目的菌 化合物A 異養(yǎng)需氧型 防止外來雜菌入侵 平板劃線 12500BC 所用原料水解產(chǎn)生相應(yīng)脫氧核苷酸時所釋放的能量

【解析】Ⅰ（1）由題意“用化合物A、磷酸鹽、鎂鹽以及微量元素配制的培養(yǎng)基成功篩選到能高效降解化合物A的細菌”可知，培養(yǎng)基中加入化合物A的目的是篩選出能分解化合物A的目的菌。

（2）由培養(yǎng)基成分可知，有機化合物A提供氮源和碳源。實驗需要振蕩培養(yǎng)，目的提供氧氣，需要有機物A，故該細菌為異養(yǎng)需氧型。

（3）獲得純凈“目的菌”的關(guān)鍵是防止外來雜菌入侵，需要滅菌。

（4）獲得單菌落的方法常用平板劃線法。

（5）若研究“目的菌”的群體生長規(guī)律，將單個菌落進行液體培養(yǎng)，可采用顯微直接計數(shù)法進行計數(shù)；由題意可知，一個大方格內(nèi)的菌種數(shù)量是B÷5×25=5B，換算成每毫升的菌種數(shù)目應(yīng)是5B÷（0.4×1000）×C=12500BC個/mL。

Ⅱ（1）由題意可知在擴增緩沖液中添加4種脫氧核苷三磷酸作為原料而不是脫氧核苷酸，可以推測脫氧核苷三磷酸水解成脫氧核苷酸時化學(xué)鍵斷裂能釋放出等同于ATP水解的能量。

（2）DNA復(fù)制n次產(chǎn)生2n個DNA,共有2n+1條脫氧核苷酸鏈,由于母鏈不具有放射性,所以具有放射性的脫氧核苷酸鏈占總鏈數(shù)的比值為。