Question

回答下列(一）、（二）小题：

（一）阅读下列材料，回答与微生物相关的问题：

食醋发酵过程中需要加入稻壳作为填充剂，稻壳基本不被分解，导致酿造后产生大量的醋渣。已测得醋渣中粗蛋白（测得的总含氮量）含量为7~10%，粗纤维为30~35%。现利用醋渣生产微生物发酵饲料，实现废料利用，基本过程如下：

用醋渣配制固体发酵培养基，接种适量产朊假丝酵母、酒精酵母、长柄木霉，反复翻拌均匀，平铺到经过灭菌处理的竹帘上，料层上面铺盖多层经灭菌处理的纱布，在30℃恒温箱中培养72h。培养结束后获得发酵饲料，测定真蛋白含量（测得的总蛋白质含量）和粗纤维含量，结果如下图1和图2。

（1）食醋发酵过程中起作用的微生物是_________。加入稻壳作为填充剂，主要作用是_______。

（2）配制固体发酵培养基时________（填“需要”、“不需要”）加入琼脂，其中为产朊假丝酵母、酒精酵母、长柄木霉提供氮源的是________。对竹帘和纱布进行灭菌处理的目的是_______。

（3）由图1和图2可知，发酵饲料真蛋白含量_______，粗纤维含量________。长柄木霉代谢过程中可以产生大量淀粉酶和纤维素酶，可以将原料中的淀粉和纤维素分解成小分子的糖类，由此推测产朊假丝酵母、酒精酵母具有________能力。

（二）下图是利用现代生物技术治疗遗传性糖尿病的流程示意图。回答下列问题：

 

（1）不能直接利用患者体细胞培养获得胚胎干细胞的原因是_______，应通过②________技术获得重组细胞A进一步培养获得。

（2）胚胎干细胞具有的特点是_______，过程③需要用到的工具酶有________。

（3）与植物组织培养相比，在体外培养重组细胞A和B时，培养液中要加入_______，且要在_____中培养。

（4）定向诱导使重组细胞B发生________，从而形成功能专一的胰岛样细胞。经检测，胰岛样细胞中有正常的胰岛素基因，但输入患者体内后并没有产生胰岛素，可能的原因是________。

Answer

醋酸杆菌 醋酸杆菌是好氧细菌，加入稻壳保持醋料疏松有大量空气，以使好氧发酵作用正常进行(或“有利于培养基通气”) 不需要 粗蛋白 防止杂菌污染 提高 下降 合成菌体蛋白 体细胞已发生分化，基因组中基因的活动很不完全（或“体细胞已分化”、“动物体细胞没有全能性”、“卵细胞质中有调节核活动的物质”） 核移植 未分化、具有发育全能性 限制性核酸内切酶、DNA连接酶 动物血清 CO2恒温培养箱 细胞分化（或“基因选择性表达”） 基因没有表达（或“没有拼接到受体细胞的DNA上”）

【解析】

（一）培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐四类营养物质，另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的污染，整个操作过程都要注意无菌操作，所有接触培养物的器皿和物质都需要进行灭菌或消毒。

（二）图示为体外基因治疗过程，通过向患者的体外培养的细胞导入正常胰岛素基因，诱导其表达，产生正常的胰岛素，从而达到治疗糖尿病的目的。图中涉及基因工程技术、核移植技术及动物细胞培养技术等多个现代生物工程技术。①是体细胞的细胞核，②是核移植技术，③是基因工程技术。

（一）（1）食醋发酵过程中起作用的微生物是醋酸杆菌。加入稻壳作为填充剂，主要是由于醋酸杆菌是好氧细菌，加入稻壳保持醋料疏松有大量空气，以有利于培养基通气。

（2）配制固体发酵培养基时不需要加入琼脂，因为凝固剂不利于培养基通气，粗蛋白含氮可作为氮源。微生物培养必须严格进行无菌操作，防止杂菌污染。

（3）由图1和图2的数据与初始醋渣中粗蛋白7~10%，粗纤维30~35%对比，可知发酵饲料真蛋白含量提高，粗纤维含量下降。长柄木霉代谢过程中可以产生大量淀粉酶和纤维素酶，可以将原料中的淀粉和纤维素分解成小分子的糖类，由此推测产朊假丝酵母、酒精酵母具有合成菌体蛋白质的能力。

（二）（1）不能直接利用患者体细胞培养获得胚胎干细胞的原因是体细胞已分化，全能性无法表达，图中②为核移植技术。

（2）胚胎干细胞比起普通的体细胞，是一种未分化、具有发育全能性。过程③为基因工程技术，需要用到的工具酶有限制性核酸内切酶、DNA连接酶。

（3）与植物组织培养相比，在体外培养动物细胞时，培养液中要加入动物血清，且要在CO2恒温培养箱中培养。

（4）定向诱导使重组细胞B发生分化，本质为基因的选择性表达。经检测，胰岛样细胞中有正常的胰岛素基因，但输入患者体内后并没有产生胰岛素，可能的原因是基因没有表达（或没有拼接到受体细胞的DNA上）。