丁二醇广泛应用于化妆品和食品等领域。兴趣小组在已改造的大肠…——2024 高考生物第 21 题答案解析

【答案】 （1）在 PCR 反应中，需要利用高温使 DNA 双链解旋，普通的 DNA 聚合酶在高温下会变性失活，
而 Tag DNA 聚合酶能够耐高温,在高温条件下依然具有活性
（2）在平板中添加氯霉素，再将在含氯霉素的培养基中生长的菌落利用影印法影印到添加四环素的培养基
中，在含有四环素的培养基中不能正常生长的菌落由导入目的基因的菌株形成
（3） ① 乳酸或有机酸 ②. 9
（4）大肠杆菌进行细胞呼吸时会释放大量热量
（5）提取、分离、纯化
【解析】
【分析】PCR 反应过程:变性→复性→延伸。变性:当温度上升到 90℃以上时，双链 DNA 解聚为单链，复
性:温度下降到 50℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链 DNA 结合，延伸:72℃左右时，Taq 酶有
最大活性，可使 DNA 新链由 5'端向 3'端延伸。
【小问 1 详解】
在 PCR 反应中，变性的温度需要90℃以上，需要利用高温使 DNA 双链解旋，普通的 DNA 聚合酶在高
温下会变性失活，而 Tag DNA 聚合酶能够耐高温，在高温条件下依然具有活性，因此扩增X 基因时，
PCR 反应中需要使用 Taq DNA 聚合酶。
【小问 2 详解】
.

据图可知，使用 BamH I 和 Sal I 限制酶处理质粒和 X 基因，四环素抗性基因被破坏，氯霉素抗性基因保
留，因此能在氯霉素培养基上生存，不能在四环素培养基上生存的大肠杆菌即是含目的基因菌株，因此实
验思路为：在平板中添加氯霉素，再将在含氯霉素的培养基中生长的菌落利用影印法影印到添加四环素的
培养基中，在含有四环素的培养基中不能正常生长的菌落由导入目的基因的菌株形成。
【小问 3 详解】
碳源是微生物生长所需的主要能量来源，而氮源则是构成细胞物质和合成蛋白质、核酸等生物大分子的基
本原料。当培养基中碳源相对过多时，微生物可能会优先利用碳源进行能量代谢，而氮源的消耗相对较
慢。这会导致碳源氧化不完全，形成较多的乳酸或有机酸。这些乳酸或有机酸会在溶液中解离，使发酵液
的 pH 值下降。因为要筛选碳源和氮源浓度的最佳组合，木薯淀粉浓度有 3 种，酵母粉浓度也有 3 种，因
此理论上应设置 3×$3=9$ 组实验。
【小问 4 详解】
大肠杆菌进行细胞呼吸时会释放大量能量，绝大多数以热能形式释放，因此大肠杆菌在发酵罐内进行高密
度发酵时，温度会升高。
【小问 5 详解】
发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品分离、提纯等方面，
因此发酵工业中通过菌种选育、扩大培养和发酵后，再经提取、分离、纯化，最终获得发酵产品。