Question

【题目】民间谚语“玉米带大豆，十年九不漏”的意思是：玉米与大豆间作种植，十年中有九年不至于欠收。研究表明，出现这一现象的原因是大豆根部有根瘤菌，根瘤菌与豆科植物的共生体系具有很强的固氮作用，能固定空气中的气态氮为植物所用。某科研小组计划在玉米大豆间作套种地块分离土壤中的根瘤菌，以研究生物固氮的相关问题。

（1）科研小组的同学通过查阅资料得知多菌灵和五氯硝基苯都有抑制真菌的作用，且查到部分实验数据如下表：含抑菌剂的培养基对土壤真菌数量的影响（个/克干土）

供试土壤	培养基
	基础培养基	含多菌灵的培养基			含五氧硝基苯的培养基
		0．1克*	0．2克*	0．3克*	0．1克*	0．2克*	0．3克*
水稻土（无锡）	201．5	0．11	0．11	0．25	4．21	5．00	3．68
黄棕壤（南京）	10．52	0．14	0．16	0．23	9．32	15．68	8．64
红壤（江西）	25．38	0	0	0	0．05	0．50	0

*300毫升基培养基加入的抑菌剂量

分离根瘤菌的过程中，用含___________（填“五氯硝基苯”或“多菌灵”）的培养基抑制真菌的效果会更明显；在含五氯硝基苯的300ml基础培养基中，加入五氯硝基苯的量与抑制真菌效果的关系是________（填“呈正相关”或“呈负相关”或“无法判断”）。

（2）实验室一般采用___________法对培养基进行灭菌。分离纯化根瘤菌时，需要对土壤浸出液进行梯度稀释的原因是___________。

（3）2019年7月16日，科学家通过基因工程方法，将一种具有固氮作用的蓝细菌A的20多个固氮基因，转移到另一种不能固氮的蓝细菌B中，在人工去除氧气的环境下，让后者获得了固氮能力。科研小组的同学指出：“基因工程的诞生需要生物学理论基础，相关技术的发明使基因工程的实施成为可能。通过基因工程将固氮基因转入单子叶植物，并经过转录和翻译产生固氮酶并不难，难的是固氮酶还要有活性。”

①催生基因工程的三个最重要的生物学基础理论是______________________。

②科学家通过基因工程的方法使大田中的普通玉米合成了上述固氮酶，但该转基因玉米不能像蓝细菌B那样进行生物固氮，根据上述材料分析其原因最可能是______________________。

Answer 1

【答案】多菌灵 无法判断 高压蒸汽灭菌 土壤浸出液中根瘤菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落 DNA是遗传物质的证明、DNA双螺旋结构和中心法则的确立、遗传密码的破译 固氮酶对氧气敏感，需要在无氧条件下才有活性，大田中的玉米不具有无氧环境，固氮酶的作用被抑制

【解析】

从表格中看出在含有多菌灵的培养基中真菌数目明显比含五氧硝基苯的培养基数目少，说明抑制能力强；

稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。

（1）从表格中看出，加入多菌灵比加入五氯硝基苯真菌的数量少，说明多菌灵的抑制真菌的效果更明显；比较加入五氯硝基苯的三种培养基，真菌数量随着五氯硝基苯的浓度增加无明显关系，所以二者关系无法判断。

（2）对培养基灭菌采用高压蒸汽灭菌法；由于土壤浸出液中根瘤菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落，所以需要对浸出液进行梯度稀释。

（3）①基因工程的三个最重要的生物学基础理论是DNA是遗传物质的证明、DNA双螺旋结构和中心法则的确立、遗传密码的破译。

②根据题干信息“不能固氮的蓝细菌B在人工去除氧气的环境下，获得了固氮能力”说明固氮需要在无氧的条件下，所以玉米不能固氮的原因：固氮酶对氧气敏感，需要在无氧条件下才有活性，大田中的玉米不具有无氧环境，固氮酶的作用被抑制。