Question

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，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

 

培养基．在配置基本培养基的基础上，额外添加

 

，并将pH值

 

，然后添加琼脂，在进行

 

 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．
步骤4：筛选突变菌：挑选在此培养基上生长

 

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．此过程中使用的激素主要是

 

和

 

．
（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）

 

、

 

．

Answer 1

考点：利用微生物进行发酵来生产特定的产物

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．

解答： 解：（1）根据题表分析，植物组织培养的外植体消毒后应该进行接种培养．
（2）无菌操作过程中，酒精及酒精灯的作用是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：在筛选酵母菌时，需要制备选择培养基，根据题意，在配置基本培养基的基础上，额外添加高浓度蔗糖（或葡萄糖），调低pH，并进行灭菌处理．
步骤4：突变菌能够耐高糖、耐酸，利用选择培养基并形成透明圈．
（4）外植体经过脱分化可以形成愈伤组织，通过调整生长素和细胞分裂素的配比，愈伤组织可以进行再分化而获得大量幼苗．
（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．
故答案为：
（1）第三步   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：选择 高浓度蔗糖（或葡萄糖）  调低   灭菌    透明圈
（4）愈伤组织    再分化  生长素  细胞分裂素
（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）

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