Question

3．由于酵母菌利用淀粉的能力很弱，有人将地衣芽孢杆菌 ɑ-淀粉酶基因转入酵母菌中经筛选得到了可高效利用淀粉的工程菌菌种（过程如图甲所示）．

（1）图甲中，为达到筛选目的，平板内的固体培养基应以淀粉作为唯一碳源．
②、③过程需要重复几次，目的是进一步筛选纯化获得分解淀粉能力强的酵母菌．
（2）某同学尝试过程③的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示．该同学的接种方法是稀释涂布平板法；推测该同学接种时可能的操作失误是涂布不均匀．
（3）以淀粉为原料，用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的适宜条件下密闭发酵，接种工程酵母
菌的发酵罐需要先排气，其原因是工程菌分解淀粉产生葡萄糖的能力强，导致酒精发酵产生CO₂的速率更快．
（4）用凝胶色谱法分离ɑ-淀粉酶时，相对分子质量较小的蛋白质在色谱柱中移动速度慢，这是因为相对分子质量较小的蛋白质扩散进入凝胶颗粒内部而被滞留，移动速度较慢．

Answer 1

分析 分析图甲：图甲是将地衣芽孢杆菌的α-淀粉酶基因转入酵母菌中经筛选得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种的过程．图中①表示基因表达载体的构建过程；②、③过程重复几次的目的是纯化获得分解淀粉能力强的酵母菌．
分析图乙：图乙是一个平板经培养后的菌落分布，可见其采用的是稀释涂布平板法，但图中群落分布相对较集中．

解答 解：（1）普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，而工程酵母菌可以高效利用淀粉，所以用以淀粉为唯一碳源的选择培养基可以选出工程酵母菌．②、③过程重复几次的目的是纯化获得分解淀粉能力强的酵母菌．
（2）由图乙可知，该同学采用的是稀释涂布平板法，但菌落比较集中，没有很好的分散开来，可能是涂布不均匀导致的．
（3）普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，而工程酵母菌可以高效利用淀粉，即将淀粉分解产生葡萄糖的能力强，导致酒精发酵速率快，产生二氧化碳的速率更快，所以接种工程酵母菌的发酵罐要先排气．
（4）用凝胶色谱法分离ɑ-淀粉酶时，由于相对分子质量较小的蛋白质扩散进入凝胶颗粒内部而被滞留，移动速度较慢，因此相对分子质量较小的蛋白质在色谱柱中移动速度慢．
故答案为：
（1）淀粉      进一步筛选纯化获得分解淀粉能力强的酵母菌
（2）稀释涂布平板法     涂布不均匀
（3）工程酵母        工程菌分解淀粉产生葡萄糖的能力强，导致酒精发酵产生CO₂的速率更快
（4）慢       相对分子质量较小的蛋白质扩散进入凝胶颗粒内部而被滞留，移动速度较慢

点评 本题以工程菌为素材，结合图表综合考查基因工程、微生物的实验室培养、果酒制作、培养液中酵母菌数量的变化，要求考生识记基因工程的工具及操作步骤；识记微生物的接种方法，能根据图乙判断接种方法及图乙现象出现的原因．