Question

5．凝乳酶是奶酪生產中的關鍵性酶．直接利用動、植物生產凝乳酶受多種因素限制，培育高酶活力凝乳酶微生物菌種是目前最有前途的發展方向．用紫外線照射芽孢桿菌，分離、培養，并檢測各菌株所產生的凝乳酶活力．操作過程如圖1所示．請分析回答：

（1）圖1的a過程目的是獲得單一菌落（單菌落），b的接種方法為稀釋涂布平板法．
（2）在一定溫度下（35℃），一定時間內（ 通常為40分鐘），凝固1mL10%脫脂奶粉的酶量為一個酶活力單位（U）．凝乳酶活力檢測結果如圖2所示．
①據圖2所示，酶催化能力最強的是A₆組．
②A₂、A₅組酶活力與A₀組芽孢桿菌相同，有人對此做出了推測：A₂、A₅組芽孢桿菌雖發生了基因突變，但凝乳
酶蛋白未改變，其依據的理由是一種氨基酸可能對應多種密碼子（或基因突變發生在非編碼區）．為了驗證上述假設，可采用DNA分子雜交技術檢測凝乳酶基因是否發生了突變．
③將凝乳酶催化能力最強的菌株分離純化后進行擴大化培養，盡管培養基成分合適、操作正確、培養溫度和pH適宜，但凝乳酶的產量比預期偏低．對此，研究人員展開了討論，認為還有其他因素，如培養時間，請設計一個實驗方案對此因素進行探究（實驗方案用表格的形式呈現）．

分組	1	2	3	4	5
培養時間（天）	1	2	3	4	5
凝乳酶的產量（mg）

注：培養溫度、pH、培養基等條件均相同且適宜．

Answer 1

分析 據圖分析：圖1所示的b過程為菌落的稀釋，培養基中含有多種酶活力不同的突變芽孢桿菌．圖2中，凝固1mL10%脫脂奶粉的酶量最少的是6組．

解答 解：（1）圖1所示的b過程為菌落的稀釋，目的是為獲得單個菌落；b中的菌落均勻，所以b的接種方法為稀釋涂布平板法．
（2）①據圖2所示，凝固1mL10%脫脂奶粉的酶量最少的是A₆組，故酶催化能力最強的是A₆組．
②如果A₂、A₅組芽孢桿菌發生基因突變，但凝乳酶蛋白未改變，這可能是因為一種氨基酸可能對應多種密碼子，隨基因發生突變，但不會改變翻譯出來的氨基酸；也可能是因為發生基因突變的區段為非編碼區．為了驗證上述的假設，可采用DNA分子雜交技術檢測凝乳酶基因是否發生了突變．
③根據題意，可以設計自變量為培養時間，因變量為凝乳酶的產量，培養溫度、pH、培養基等條件為無關變量進行實驗．具體的表格見答案．
故答案為：
（1）單一菌落（單菌落）   稀釋涂布平板法
（2）①A₆
②一種氨基酸可能對應多種密碼子（或基因突變發生在非編碼區）    DNA分子雜交
③培養時間

分     組	1	2	3	4	5
培養時間（天）	1	2	3	4	5
凝乳酶的產量（mg）

注：培養溫度、pH、培養基等條件均相同且適宜．

點評 本題結合圖示主要考查基因工程的原理及技術基因工程的應用、蛋白質工程及實驗的設計，意在強化相關知識的識記、理解與運用．