Question

18．淀粉酶可以通過微生物發酵生產．為了提高酶的產量，請你設計一個實驗，利用誘變育種方法，獲得產生淀粉酶較多的菌株．①寫出主要實驗步驟．②根據誘發突變率低和誘發突變不定向性的特點預期實驗結果．
提示：生產菌株在含有淀粉的固體培養基上，隨著生長可釋放淀粉酶分解培養基中的淀粉，在菌落周圍形成透明圈．
①主要實驗步驟：
第一步：制備含淀粉的固體培養基．
第二步：將培養好的生產菌株分為兩組，一組用一定劑量的誘變劑處理，另一組不處理做對照．
第三步：把誘變組的大量菌株接種于多個含淀粉的固體培養基上，同時接種對照組，相同且適宜條件下培養．
第四步：比較兩組菌株菌落周圍透明圈的大小，選出透明圈變大的菌株．
②預期實驗結果：
a．由于誘發突變率低，誘變組中絕大多數菌落周圍的透明圈大小與對照組相同．
b．由于誘發突變不定向性，誘變組中極少數菌落周圍的透明圈與對照組相比變大或變小．

Answer 1

分析 酶的活性受溫度、PH值等條件的影響，溫度過高，酶（蛋白質）變性失活；誘發突變的特點是突變率低和突變的不定向性．本實驗的目的是利用誘變育種方法培育獲得產生較多淀粉酶菌株．實驗設計時要遵循對照原則和單一變量原則，所以要設計空白對照組，單一變量是誘變劑處理與否．

解答 解：①實驗設計時要遵循對照原則和單一變量原則，所以要設計空白對照組，單一變量是誘變劑處理與否，即將培養好的生產菌株分為兩組，一組用一定劑量的誘變劑處理，另一組不處理做對照．把誘變組的大量菌株接種于多個含淀粉的固體培養基上，同時接種對照組，相同且適宜條件下培養．比較兩組菌株菌落周圍透明圈的大小，選出透明圈變大的菌株．
②本實驗的原理是：菌株生長過程中可釋放淀粉酶分解培養基中的淀粉，在菌落周圍形成透明圈．所以實驗最后可以通過觀察A、B組各菌落周圍的透明圈大小做出判斷．因為誘發突變率低，預期誘變組中絕大多數菌落周圍的透明圈大小與對照組相同；因為誘發突變不定向性，預期誘變組中極少數菌落周圍的透明圈與對照組相比變大或變小．
故答案為：
①主要實驗步驟：
第二步：將培養好的生產菌株分為兩組，一組用一定劑量的誘變劑處理，另一組不處理做對照
第三步：把誘變組的大量菌株接種于多個含淀粉的固體培養基上，同時接種對照組，相同且適宜條件下培養
第四步：比較兩組菌株菌落周圍透明圈的大小，選出透明圈變大的菌株
②預期實驗結果：
a．由于誘發突變率低，誘變組中絕大多數菌落周圍的透明圈大小與對照組相同
b．由于誘發突變不定向性，誘變組中極少數菌落周圍的透明圈與對照組相比變大或變小

點評 本題考查誘變育種的相關知識，意在考查考生理解所學知識的要點，把握知識間內在聯系的能力；能獨立完成“生物知識內容表”所列的生物實驗，包括理解實驗目的、原理、方法和操作步驟，掌握相關的操作技能，并能將這些實驗涉及的方法和技能進行綜合運用．