(09韶关市调研)(生物技术实践,10分)

生物乙醇是以生物为原料生产的可再生能源。我国利用农作物废弃物(秸秆)生产乙醇,其技术流程为:纤维素酶解→酵母发酵→蒸馏→成品。

(1)纤维素酶的成本能否下降,是能否实现乙醇工业化生产的关键因素。纤维素酶可以从能分解纤维素的细菌培养液中提取。某同学设计了如下分离土壤中纤维素分解菌的实验流程:土壤取样→选择培养→梯度稀释→鉴别培养。

①最好选择怎样的环境采集土样?_________________________________。

②以下是一种培养基配方:纤维素粉5 g、NaN03 1g、Na2HP04?7H20 1.2g、KH2P040.9 g、MgS04.7H2O 0.5g、KCl 0.5g、酵母膏0.5 g、水解酪素O.5g(蒸馏水定容到1000mL)。该培养基能够增加样品中纤维素分解菌的浓度,其原理是 ____________________________

③为了鉴别纤维素分解菌和进一步纯化菌种,可以在鉴别培养基上加入______________染液,将筛选获得的菌液稀释后用______________方法接种到鉴别培养基上,然后挑选产生______________的菌落作为菌种进行扩大培养。

④纤维素分解菌培养液中的纤维素酶产量如何呢?请设计实验进行检测。____________________________________。

(2)进行工业化酶解时,为了使纤维素酶能反复使用,可以采用______________技术。

(3)乙醇是酵母菌的发酵产物。发酵时酵母菌直接利用的物质是______________。

(4)发酵时乙醇浓度升高会对酵母菌产生毒性,从而影响进一步的发酵。科学家利用基因工程方法创造出一种对乙醇浓度有高耐受力的酵母菌新菌种,该过程需采用PCR技术扩增目的基因。与体内DNA复制相比,PCR反应体系需加入哪两种特别的物质?_______________________________________________________。

(09韶关市调研)(8分)野生型大肠杆菌通过一系列的生化反应合成生长所必需的各种物质,从而能在基本培养基上生长。但如果发生基因突变,导致生化反应的某一步骤不能进行,而致使某些必需物质不能合成,它就无法在基本培养基上生长。

某科学家利用紫外线处理野生型大肠杆菌后,得到4种不能在基本培养基上生长的突变体。向基本培养基中分别加入A、B、C、D、E五种物质(其中E是基本培养基已有的成分),这4种突变体和野生型共5个品系的生长情况如下表。

品系

    加入的物质种类及其生长状况

A

B

C

D

E

品系1

+

品系2

+

+

品系3

+

+

+

+

+

品系4

+

+

+

品系5

+

+

+

+

注:“+”表示只加入该物质后,大肠杆菌能在基本培养基上生长;

“-”表示只加入该物质后,大肠杆菌不能在基本培养基上生长。

分析并回答下列问题:

(1)为什么某个基因发生了突变,就会导致生化反应的某一步骤不能进行?_________________________。

(2)根据上述实验结果,推测哪个品系是野生型,并说明推测理由。_____________________________________。

(3)根据实验结果,野生型大肠杆菌体内A、B、C、D、E五种物质合成的先后顺序是:________________________________________(用字母和箭头表示)。写出你推测的理由:________________________________________________________________。

(4)运用所学知识说出一种利用突变体获得野生型大肠杆菌的方法,并说明原理。

______________________________________________________________________。
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