为了实现燃料供应来源多样化.如今.发展长期替代化石燃料的产品.如燃料酒精.生物柴油.沼气等的计划已经被列入我国未来10年的发展规划之中．广东省是我国甘蔗主产区之一．甘蔗是一种高光效的植物(C4植物).单位面积产量很高.种植面积日益扩大.目前已成为南方地区燃料酒精生产的重要原料．利用甘蔗生产燃料酒精的一般工艺流程为:甘蔗→榨汁� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

为了实现燃料供应来源多样化，如今，发展长期替代化石燃料的产品，如燃料酒精、生物柴油、沼气等的计划已经被列入我国未来10年的发展规划之中．广东省是我国甘蔗主产区之一．甘蔗是一种高光效的植物（C₄植物），单位面积产量很高，种植面积日益扩大，目前已成为南方地区燃料酒精生产的重要原料．利用甘蔗生产燃料酒精的一般工艺流程为：甘蔗→榨汁（蔗糖）→酵母发酵→蒸馏→成品（燃料酒精）．请根据上述材料，回答下列问题：
（1）若要用甘蔗外植体为材料进行甘蔗大规模快速繁殖，请在下表中填出操作步骤第三步的名称．

	第一步	第二步	第三步	第四步	第五步	第六步
主要操作步骤	配置培养基	外植体消毒		培养	移栽	栽培

（2）若上述过程是在中学生物组培实验室里进行的，则第三步需要使用酒精（包括酒精灯）．酒精（及酒精灯）在此的两个主要用途是：

、

．
（3）具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种，对野生酵母菌进行诱变后，通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌，诱变及筛选过程如下：
步骤1：将野生菌液体培养一段时间后，接受紫外线照射诱变处理．
步骤2：制备选择培养基．在配置基本培养基的基础上，还要额外添加

，并将pH值

，然后添加琼脂，在进行灭菌处理后，制成固体平板．
步骤3：将经过紫外线照射后的菌液稀释，并涂布平板划线．
步骤4：筛选突变菌：挑选

菌落，即为耐高糖、耐酸特性的酵母菌．
（4）当第四步结束后，获得了大量幼苗．在此过程中，外植体通过脱分化产生

，然后通过调整植物激素比例，进行

，形成具有芽和根的幼苗．
（5）甘蔗榨汁以后还有大量的蔗渣废弃物，主要成分为木质素、纤维素和半纤维素，但是酵母菌无法直接利用，原因是它们

．请提出解决该问题的方法．（列举两种生物分解方法）

、

．
（6）突变菌往往带有一些特殊的基因．在获得这些基因的过程中，PCR技术相当重要．PCR扩增反应中加入DNA聚合酶的作用是：从引物的3，端开始催化

．
（7）PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比，主要有两点不同，分别是：

和

．

考点：利用微生物进行发酵来生产特定的产物,微生物的利用,植物培养的条件及过程

专题：

分析：大规模快速繁殖植物的现代技术手段是利用植物组织培养技术，其关键环节是脱分化和再分化，与无土栽培相区别的是必须在基本培养液中加入外源激素，促进细胞的分裂和分化；要善于利用题目信息如“具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种”，就能找到问题答案；利用酶具有专一性的特点，才能解决问题；DNA分子复制时，先在解旋酶的作用下，以单股DNA为模板，在引物酶的作用下合成小段RNA引物，在RNA引物末端，以单股DNA为模板，在DNA聚合酶催化作用下合成DNA片段（冈崎片段），并在相应酶的催化下切掉引物，然后在DNA连接酶的作用下将冈崎片段连接在一起形成其中的一条子链，与作为模板的DNA的一条链形成双链DNA分子．

解答： 解：（1）甘蔗组织培养的过程为：选取甘蔗外植体，通过诱导脱分化产生愈伤组织，然后通过调整植物激素比例，再分化形成芽和根，获得大量试管苗，（或通过诱导，形成大量胚状体，制成人工种子，适宜条件下萌发，长成幼苗）
（2）第三步使用酒精及酒精灯的用途是：接种前用酒精擦拭双手和工作台和在酒精灯下完成接种操作和封口全过程．
（3）步骤2：添加高浓度蔗糖（葡萄糖），调低pH，是的目的是配制选择培养基，筛选具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌．
步骤4：提供高糖和酸性的筛选环境，获得单菌落，能在选择培养基上生长表示该菌落具有耐高糖和耐酸的特性．
（4）大规模快速繁殖植物的现代技术手段是利用植物组织培养技术，其关键环节是脱分化和再分化．
（5）由于酵母菌缺乏相应的分解酶系（或缺乏纤维素酶和半纤维素酶），所以不能分解木质素、纤维素和半纤维素．生物分解方法主要有在酵母菌中转入分解酶系的相关基因；利用酶或微生物分解蔗渣；将酵母菌与其他能分解蔗渣的微生物混合发酵．
（6）引物的作用是结合在模板DNA上，提供DNA延伸起始位点；DNA聚合酶的作用是从引物的3，端开始催化DNA链的延伸．
（7）PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比，主要有引物不是RNA，而是人工合成的DNA单链和DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的．
故答案为：
（1）

	第一步	第二步	第三步	第四步	第五步	第六步
主要操作步骤			接种

（2）接种前用酒精擦拭双手和工作台　在酒精灯下完成接种操作和封口全过程
（3）步骤2：高浓度蔗糖（或葡萄糖）　调低
步骤4：在此（选择）培养基上生长
（4）愈伤组织　再分化
（5）缺乏相应分解酶系（或缺乏纤维素酶和半纤维素酶）　①在酵母菌中转入分解纤维素酶系的相关基因　②在蔗渣中加入含有能分解纤维素相关酶的微生物（或将分解纤维素的微生物与酵母菌混合发酵）
（6）DNA链的延伸
（7）引物不是RNA，而是人工合成的DNA单链　DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的

点评：本题主要考查植物组织培养、微生物的筛选和PCR技术等知识，是一道考查面较广，难度较大的试题．