Question

【题目】回答下列（一）、（二）小题：

（一）苹果酒和苹果醋制作的实验流程如下图，回答下列相关问题。

（1）放置一段时间的水果比新鲜水果要软，可能的原因是水果中____________能分解细胞壁，使水果细胞相互分离，导致水果变软。在工业化生产中，可采用____________技术，利于该酶从果汁分离并实现反复利用。

（2）为提高酒精发酵的效率，对野生酵母菌进行诱变后，利用____________和____________的培养基，筛选得到具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌。

（3）可通过测定酵母菌数量、发酵液密度和酒精浓度等监控酒精发酵情况。发酵初期，可采用_____培养法测定酵母菌的活菌数量；发酵中期，发酵液密度降低的原因是____________。

（4）转入醋酸发酵前，需调整的发酵条件是____________，常通过____________来监控醋酸发酵情况。

（二）科学家利用基因工程和植物克隆技术培育出了抗植物病毒的转基因番茄，回答下列问题：

（1）要获得未知序列的抗病基因，通常是将含有抗病基因的生物的DNA，用限制性核酸内切酶切成片段，插入____________分子中，并将所得的重组载体导入受体菌的群体中储存，通过受体菌的__________使其扩增，建立一个包括目的基因在内的____________。

（2）配制含有适当营养物质、植物生长调节剂和琼脂的培养基，倒在试管中经____________后凝固成半固体培养基，用于培养植物组织块得到愈伤组织，再通过____________培养获得单个植物细胞，导入外源基因后再经过培养基中成分的诱导，可发生类似受精卵发生卵裂、分化、____________而发育成胚的过程，继而长成完整植株。

（3）利用基因工程培育作物新品种，克服了传统育种____________的不足。与小麦、玉米相比，番茄细胞更易再生出新植株，说明不同种类植物的____________表达程度大不相同。

Answer 1

【答案】果胶酶 固定化（酶） 高浓度的蔗糖（葡萄糖） 加酸（调低pH） 稀释涂布平板 发酵时糖被消耗，产生酒精和CO2的密度比糖水低 适当升高温度，通入无菌空气 用pH试纸检测发酵液的pH值 载体DNA 无性繁殖 基因文库 灭菌 液体悬浮培养 器官发生和形态建成 时间较长，而且远缘亲本难以杂交 细胞全能性

【解析】

1.据图分析，图示为利用苹果进行酒精发酵和果醋发酵的过程，酒精发酵利用的是酵母菌的无氧呼吸，而醋酸发酵利用的醋酸菌，醋酸菌为好氧菌；两个发酵工程的菌种、温度条件、气体条件都有所不同。

2.基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取，②基因表达载体的构建，③将目的基因导入受体细胞，④目的基因的检测与鉴定。

（一）（1）植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，水果中的果胶酶等水解酶能分解细胞壁，使长期放置的水果细胞相互分离，导致水果变软；利用固定化酶技术利于该酶从果汁分离并实现反复利用。

（2）根据题意分析，要筛选得到的是具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌，因此筛选所用的培养基中应该加高浓度的蔗糖（葡萄糖）和酸（调低pH）。

（3）发酵初期，测定酵母菌的活菌数量可采用稀释涂布平板法；由于发酵时糖被消耗，而产生酒精和CO2的密度比糖水低，所以发酵中期，发酵液密度降低。

（4）醋酸菌是好氧菌，发酵需要的温度条件比酵母菌高，所以转入醋酸发酵前，需调整的发酵条件是适当升高温度，通入无菌空气；可以用pH试纸检测发酵液的pH值来监控醋酸发酵情况。

（二）（1）根据题意分析，用限制酶将含有抗病基因的生物的DNA切成片段，插入载体DNA分子中得到重组载体，再导入受体菌的群体中储存，通过受体菌的无性繁殖使其扩增，建立一个包括目的基因在内的基因文库。

（2）培养基配制好后倒在试管中，经过灭菌后凝固成半固体培养基，由于植物组织培养过程中的脱分化，得到愈伤组织，再通过液体悬浮培养培养获得单个植物细胞；然后将外源基因导入该悬浮植物细胞，再经过诱导，可发生类似受精卵发生卵裂、分化、器官发生和形态建成而发育成胚的过程，继而长成完整植株。

（3）利用基因工程育种，可以克服传统育种时间较长，而且远缘亲本难以杂交的不足；与小麦、玉米相比，番茄细胞更易再生出新植株，说明不同种类植物的细胞全能性表达程度大不相同。