Question

18．淀粉酶可以通过微生物发酵生产．为了提高酶的产量，请你设计一个实验，利用诱变育种方法，获得产生淀粉酶较多的菌株．①写出主要实验步骤．②根据诱发突变率低和诱发突变不定向性的特点预期实验结果．
提示：生产菌株在含有淀粉的固体培养基上，随着生长可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈．
①主要实验步骤：
第一步：制备含淀粉的固体培养基．
第二步：将培养好的生产菌株分为两组，一组用一定剂量的诱变剂处理，另一组不处理做对照．
第三步：把诱变组的大量菌株接种于多个含淀粉的固体培养基上，同时接种对照组，相同且适宜条件下培养．
第四步：比较两组菌株菌落周围透明圈的大小，选出透明圈变大的菌株．
②预期实验结果：
a．由于诱发突变率低，诱变组中绝大多数菌落周围的透明圈大小与对照组相同．
b．由于诱发突变不定向性，诱变组中极少数菌落周围的透明圈与对照组相比变大或变小．

Answer 1

分析 酶的活性受温度、PH值等条件的影响，温度过高，酶（蛋白质）变性失活；诱发突变的特点是突变率低和突变的不定向性．本实验的目的是利用诱变育种方法培育获得产生较多淀粉酶菌株．实验设计时要遵循对照原则和单一变量原则，所以要设计空白对照组，单一变量是诱变剂处理与否．

解答 解：①实验设计时要遵循对照原则和单一变量原则，所以要设计空白对照组，单一变量是诱变剂处理与否，即将培养好的生产菌株分为两组，一组用一定剂量的诱变剂处理，另一组不处理做对照．把诱变组的大量菌株接种于多个含淀粉的固体培养基上，同时接种对照组，相同且适宜条件下培养．比较两组菌株菌落周围透明圈的大小，选出透明圈变大的菌株．
②本实验的原理是：菌株生长过程中可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈．所以实验最后可以通过观察A、B组各菌落周围的透明圈大小做出判断．因为诱发突变率低，预期诱变组中绝大多数菌落周围的透明圈大小与对照组相同；因为诱发突变不定向性，预期诱变组中极少数菌落周围的透明圈与对照组相比变大或变小．
故答案为：
①主要实验步骤：
第二步：将培养好的生产菌株分为两组，一组用一定剂量的诱变剂处理，另一组不处理做对照
第三步：把诱变组的大量菌株接种于多个含淀粉的固体培养基上，同时接种对照组，相同且适宜条件下培养
第四步：比较两组菌株菌落周围透明圈的大小，选出透明圈变大的菌株
②预期实验结果：
a．由于诱发突变率低，诱变组中绝大多数菌落周围的透明圈大小与对照组相同
b．由于诱发突变不定向性，诱变组中极少数菌落周围的透明圈与对照组相比变大或变小

点评 本题考查诱变育种的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间内在联系的能力；能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用．