为了实现燃料供应来源多样化.发展长期替代化石燃料的产品如燃料酒精.生物柴油.沼气等已经列入我国未来10年的发展计划．广东省是我国甘蔗主产区之一．甘蔗是一种高光效的C3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.酵母发酵一蒸馏．成品� 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，发展长期替代化石燃料的产品如燃料酒精、生物柴油、沼气等已经列入我国未来10年的发展计划．
广东省是我国甘蔗主产区之一．甘蔗是一种高光效的C3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）、酵母发酵一蒸馏．成品（燃料酒精）．
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）简述甘蔗大规模快速繁殖技术的过程．

（2）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：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．在基本培养基的基础上，注意和

，加琼脂后灭菌，制成固体平板．
步骤3：将紫外照射后的菌液稀释涂布平板．
步骤4：根据

一一筛选出突变菌．
（3）上述步骤2、3和4的依据分别是

．
（4）利用获得的突变菌和蔗汁进行酒精发酵实验，除了将培养基灭菌、保持空间洁净外，发酵过程中防止外来杂菌人侵还有哪些可行方法？（列举两种）
（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，原因是其

．请提出解决该问题的方法．（列举两种方法）

（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扩增反应中加人引物和DNA聚合酶的作用分别是什么？

．

考点：植物培养的条件及过程,培养基对微生物的选择作用

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；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”，就能找第（2）和（3）题的答案；利用酶具有专一性的特点，才能解决第（5）题．第（4）题属于开放性题目，只要答案合理即可；第（6）题属于记忆性的题目，只需识记即可．

解答： 解：（1）甘蔗大规模快速繁殖技术为植物组织培养技术，其过程为：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（或通过诱导大量形成胚状体，制成人工种子，适宜条件下萌发长成幼苗）．
（2）根据题干信息“具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种”可知，制备培养基时，在基本培养基的基础上，注意添加高浓度蔗糖（葡萄糖）和调低pH值；最后根据酵母菌能否在选择培养基上生存筛选出突变菌．
（3）上述步骤2的依据是题干中信息提供高糖和酸性的筛选环境；步骤3的目的是获得单菌落；步骤4的依据是能生长代表该菌落具有耐高糖和耐酸的特性．
（4）防止外来杂菌人侵的方法除了灭菌、保持空间洁净外，还有①利用突变菌的耐酸特性，降低培养基的pH值，达到抑菌的目的；②利用突变菌的耐高糖特性，通过高渗环境达到抑菌目的；③保持厌氧环境，达到抑菌目的；④在培养基中添加一些抑制物如特殊的抗生素，达到抑菌目的．
（5）由于酵母菌缺乏分解纤维素和半纤维素的酶系，所以酵母菌无法直接利用蔗渣废弃物中的成分，为了解决这一问题，可以在酵母菌中转人分解酶系相关基因；利用酶或微生物分解蔗渣；利用物理和化学方法分解蔗渣；将酵母菌与其他能分解蔗渣的微生物混合发酵．
（6）PCR扩增反应中加人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．
故答案为：
（1）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（或通过诱导大量形成胚状体，制成人工种子，适宜条件下萌发长成幼苗）
（2）添加高浓度蔗糖（葡萄糖）；调低pH值；是否能在选择培养基上生长
（3）提供高糖和酸性的筛选环境；获得单菌落；能生长代表该菌落具有耐高糖和耐酸的特性
（4）①利用突变菌的耐酸特性，降低培养基的pH值，达到抑菌的目的；②利用突变菌的耐高糖特性，通过高渗环境达到抑菌目的；③保持厌氧环境，达到抑菌目的；④在培养基中添加一些抑制物如特殊的抗生素，达到抑菌目的
（5）缺乏相应分解酶系（或缺乏纤维素酶和半纤维素酶）．在酵母菌中转人分解酶系相关基因；利用酶或微生物分解蔗渣；利用物理和化学方法分解蔗渣；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

点评：本题综合考查考生对生物技术实践模块中的植物组织培养、特殊微生物的筛选及应用、酶的应用以及PCR技术的基本操作和应用等内容的掌握；理论联系实际，针对生物学问题进行初步研究，设计实验路线，对实验结果和现象进行正确的分析与判断，综合运用所学知识解决实际问题的能力．