Question

【題目】回答下列（一）、（二）小題：

（一）啤酒是以糧食作物大麥（富含淀粉）釀造為主。

（1）所用大麥大多是沒有發(fā)芽的，在釀造過程中需要將麥汁進行______過程，在實際生產中往往要將反應溫度提高至90℃以上，因此添加的酶應具有________特點，而該步驟設置的優(yōu)點有__________（寫出一點即可）。

（2）再根據釀造情況添加酵母菌，形成具有獨特風味的啤酒。______、______等會影響啤酒的風味。

（3）如圖是微生物平板劃線示意圖，劃線的順序為12345，下列說法中正確的是______

A．操作前要將接種環(huán)用酒精消毒

B．劃線操作時將皿蓋完全打開，劃完立即蓋上

C．只有在5區(qū)才可以得到所需菌落

D．在12345區(qū)域中劃線前后都要對接種環(huán)滅菌

（4）釀造過程可在如圖所示的發(fā)酵罐中進行。下列有關敘述不正確的是：______

A．夏季生產果酒時，常需對罐體進行降溫處理

B．乙醇為揮發(fā)性物質，故發(fā)酵過程中空氣的進氣量不宜太大

C．正常發(fā)酵過程中罐內的壓力不會低于大氣壓

D．可以通過監(jiān)測發(fā)酵過程中殘余糖的濃度來決定何時終止發(fā)酵

（二）草甘膦是目前世界上使用量最大的除草劑，因此研制抗草甘膦的農作物新品種是國內研究熱點。某科研單位培育出抗草甘膦的植物，培育過程如圖1所示，請回答下面的問題。

（1）在階段1過程中，將適當濃度的b與農桿菌混合，篩選出______，再通過農桿菌介導，篩選含有重組DNA的水稻細胞c，提高培育的成功率。

（2）階段2需經過______培養(yǎng)后，獲得胚狀體，再發(fā)育成完整植株，該過程屬于______途徑。還可以從愈傷組織誘導出芽、根的______后，再生出新的植株。

（3）近年誕生了具劃時代意義的CRISPR/Cas9基因編輯技術，可簡單、準確地進行基因定點編輯。如圖2所示，Cas9蛋白是______酶，通過向導RNA中的識別序列，可以特異性結合位點進行切割。

（4）研究發(fā)現，草甘膦通過水稻細胞的某受體蛋白M起作用，因此該研究單位欲通過基因編輯技術對水稻細胞進行精確的______，經組織培養(yǎng)獲得完整植株后，還需進行______得到可連續(xù)遺傳的抗草甘膦水稻品種。

Answer 1

【答案】淀粉水解（或糖化） 耐高溫 增大產物量、縮短反應時間、增大反應速率 菌種 大麥品種 D B 含有標記基因的農桿菌 （液體）懸浮 胚胎發(fā)生 頂端分生組織 限制性核酸內切酶 基因敲除 連續(xù)自交

【解析】

1、酵母菌是兼性厭氧微生物，在有氧條件下進行有氧呼吸，反應式是：C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量；

無氧條件下進行無氧呼吸，無氧呼吸的產物是酒精和二氧化碳，反應式是：C6H12O6→2CO2+2C2H5OH+能量。

2、分析圖中排料口的作用是出料、檢測；充氣口的作用是在果酒制作前期通入氧氣的，以便于酵母菌有氧呼吸大量繁殖；排氣孔是排氣，其彎彎曲曲的好處是防止雜菌和浮塵的污染。

3、平板劃線的操作的基本步驟是：（1）右手持接種環(huán)，經火焰滅菌，待涼后，在火焰旁打開盛有菌液的試管棉塞，并將試管口過火焰，將以冷卻的接種環(huán)伸入菌液，沾取一環(huán)菌液，將試管口過火焰丙塞上棉塞；（2）左手斜持瓊脂平板，皿蓋打開一條縫，右手于火焰近處將接種環(huán)迅速伸入平板內，劃三至五條平行線，蓋上皿蓋，接種環(huán)不應劃破培養(yǎng)基表面；（3）燒灼接種環(huán)，殺滅環(huán)上殘留菌液，待冷卻（是否冷卻，可先在培養(yǎng)基邊緣處試觸，若瓊脂溶化，表示未涼，稍等再試），從第一區(qū)域劃線的末端開始往第二區(qū)內劃線，重復以上操作，在第三四五區(qū)內劃線，注意不要將最后一區(qū)的劃線與第一區(qū)相連；（4）將平板倒置，放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。

5、分析圖1可知，a為獲得的目的基因——抗草甘膦基因；b為含目的基因和標記基因的重組質粒；c為導入了目的基因的受體水稻細胞；d為抗草甘膦的水稻植株。整個圖1中階段1位轉基因技術將目的基因導入受體細胞的過程，一般采用農桿菌轉化法完成；階段b是利用植物組織培養(yǎng)技術培育轉基因水稻植株的過程。

6、據圖2通過修飾Cas9蛋白讓它不切斷DNA雙鏈，而只是切開單鏈，這樣可以大大降低切開雙鏈后帶來的非同源末端連接造成的染色體變異風險。

（一）啤酒是以糧食作物大麥（富含淀粉）釀造為主。

（1）用發(fā)芽的大麥進行釀造，在釀造過程中需要將麥汁進行糖化處理，目的是將淀粉水解。由于實際生產中往往反應溫度達到90℃以上，因此添加的酶具有耐高溫的特點，高溫下生產的優(yōu)點有增大產物量、縮短反應時間或增大反應速率。

（2）用大麥和酵母菌釀造的啤酒，其中菌種和大麥品種都會影響啤酒的風味。

（3）在每次劃線前后都要對接種環(huán)進行滅菌，接種環(huán)的滅菌方法應是在火焰上灼燒，A錯誤；為了減少被空氣中雜菌污染的機會，接種時劃線操作是在火焰周圍進行，且皿蓋不能完全打開，B錯誤；在5個區(qū)域中，只要有單個活細菌，通過培養(yǎng)即可獲得所需菌落，C錯誤；在1、2、3、4區(qū)域中劃線前都要對接種環(huán)進行灼燒滅菌，保證每次劃線的菌種來自上一區(qū)域的末端，5區(qū)域劃線前都要對接種環(huán)進行灼燒滅菌目的是防止雜菌污染，1區(qū)域劃線后進行灼燒滅菌是防止污染環(huán)境及操作者，D正確。

（4）果酒制作是利用酵母菌的無氧呼吸，而酵母菌適宜生存的溫度為18～25℃，而夏天溫度較高，因此夏季生產果酒時，常需對罐體進行降溫處理，A正確；產生酒精表明此時已經進行無氧呼吸，無氧呼吸過程中不能充氣，否則會抑制酵母菌的無氧呼吸，B錯誤；正常發(fā)酵過程中，酵母菌無氧呼吸不消耗氣體，但是不斷產生二氧化碳，因此罐內的壓力不會低于大氣壓，C正確；可以通過監(jiān)測發(fā)酵過程中殘余糖的濃度來決定何時終止發(fā)酵，D正確。

（二）（1）根據前面的分析可知，在階段1過程中，將適當濃度的重組質粒b與農桿菌混合，篩選出含標記基因的農桿菌，再通過農桿菌介導，篩選含有重組DNA的水稻細胞c。

（2）階段2植物組織培養(yǎng)過程，需經過懸浮培養(yǎng)獲得胚狀體，再發(fā)育成完整植株，該過程屬于胚胎發(fā)生途徑。也可以從愈傷組織誘導出芽、根的頂端分生組織，再生出新的植株。

（3）如圖2所示，Cas9蛋白實質就一種限制性核酸內切酶，通過向導RNA中的識別序列，可以特異性結合位點進行切割。

（4）如果草甘膦通過水稻細胞的某受體蛋白M起作用，我們可以將水稻細胞內該受體蛋白的控制基因（A）進行精確的基因敲除，再經組織培養(yǎng)獲得完整植株；由于該植株中可能存在未完全敲除的基因A，所以還需進行連續(xù)自交才可能篩選得到穩(wěn)定遺傳的抗草甘膦水稻品種。