Question

7．常見的釀酒酵母只能利用葡萄糖而不能利用木糖來進(jìn)行酒精發(fā)酵，而自然界中某些酵母菌能分解木糖產(chǎn)生酒精，但是對酒精的耐受能力差．科學(xué)家利用基因工程培育了能利用這兩種糖進(jìn)行發(fā)酵且對酒精耐受能力強(qiáng)的釀酒酵母．請分析回答下列問題：
（1）制備酵母菌培養(yǎng)基要進(jìn)行倒平板操作，待平板冷凝后，要將平板倒置，其主要原因是防止水蒸氣凝集滴落到培養(yǎng)基表面組成污染．
（2）取從自然界中采集的葡萄，用無菌水將葡萄皮上的微生物沖洗到無菌的三角瓶中，然后按圖甲所示過程進(jìn)行酵母菌的純化培養(yǎng)．

圖甲中A過程叫平板劃線法，C過程叫稀釋涂布平板法．圖乙是經(jīng)過圖甲過程A 純化培養(yǎng)的結(jié)果，在培養(yǎng)基上接種時(shí)劃線的順序依次是①③②（用編號表示）．研究者在圖甲過程C 的操作培養(yǎng)過程中，得到了一個經(jīng)培養(yǎng)后菌落分布如圖丙所示的平板，推測接種時(shí)可能的操作失誤是涂布不均勻．
（3）將培養(yǎng)基上的酵母菌菌株轉(zhuǎn)接到僅以木糖 為碳源的培養(yǎng)基中，無氧條件下培養(yǎng)一周后，有些酵母菌死亡，說明這些酵母菌不能利用木糖發(fā)酵．
（4）從以上篩選得到的活酵母菌中提取DNA，利用PCR技術(shù)大量擴(kuò)增獲得目的基因．除此外，獲得目的基因的方法還有化學(xué)合成法、，cDNA法及建立基因文庫的方法． 將目的基因連接到具有尿嘧啶合成酶基因作為標(biāo)記基因的質(zhì)粒上，然后將所得的重組質(zhì)粒導(dǎo)入酵母菌時(shí)，應(yīng)選擇缺乏尿嘧啶合成 能力的釀酒酵母作為受體菌．
（5）將經(jīng)上述流程培育獲得的轉(zhuǎn)基因釀酒酵母接種在含葡萄糖和木糖的培養(yǎng)基中進(jìn)行酒精發(fā)酵能力測試．隨著發(fā)酵的持續(xù)進(jìn)行，若該釀酒酵母能夠存活，說明它能利用葡萄糖和木糖產(chǎn)生酒精，且對酒精的耐受能力強(qiáng)，即說明所需菌株培育成功．

Answer 1

分析 1、接種最常用的方法是平板劃線法和稀釋涂布平板法
2、根據(jù)題干信息“常見的釀酒酵母只能利用葡萄糖而不能利用木糖”，則在以木糖為唯一碳源的培養(yǎng)基中死亡，“自然界中一些酵母菌能分解木糖產(chǎn)生酒精”說明這些酵母菌含有相關(guān)木糖發(fā)酵有關(guān)的酶的基因．釀酒酵母只能利用葡萄糖而不能利用木糖來進(jìn)行酒精發(fā)酵，而自然界中某些酵母菌能分解木糖產(chǎn)生酒精，但是對酒精的耐受能力差，涉及微生物實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的相關(guān)知識，科學(xué)家利用基因工程培育了能利用葡萄糖和木糖進(jìn)行發(fā)酵且對酒精耐受能力強(qiáng)的釀酒酵母．
3、基因工程是為了培養(yǎng)能利用這兩種糖進(jìn)行發(fā)酵且對酒精耐受能力強(qiáng)的釀酒酵母，所以檢測時(shí)應(yīng)將培育獲得的轉(zhuǎn)基因釀酒酵母接種在含葡萄糖和木糖的培養(yǎng)基中進(jìn)行酒精發(fā)酵能力測試，隨著發(fā)酵的持續(xù)進(jìn)行，若該釀酒酵母能夠存活，說明它能利用葡萄糖和木糖產(chǎn)生酒精，且對酒精的難受能力強(qiáng)，即說明所需菌株培育成功．

解答 解：（1）倒平板操作，待平板冷凝后，要將平板倒置，其主要原因是防止皿蓋上的冷凝水落入培養(yǎng)基造成污染．
（2）據(jù)圖分析，甲中A過程叫平板劃線法接種，C過程叫稀釋涂布平板法接種．據(jù)圖乙分析，是平板劃線操作后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，②區(qū)出現(xiàn)了單個菌落，產(chǎn)生的菌落是由一個細(xì)菌生長繁殖而來的，分析培養(yǎng)基上細(xì)菌的分布可知，①③②區(qū)菌落數(shù)越來越少，所以劃線操作的順序是①③②．接種涂布不均勻會導(dǎo)致菌落分布不均勻．
（3）將酵母菌接種到以木糖為唯一碳源的培養(yǎng)基，如果部分酵母菌死亡，說明這些酵母菌不能利用木糖發(fā)酵．
（4）獲得目的基因的方法主要有利用PCR技術(shù)大量擴(kuò)增獲得目的基因、化學(xué)合成法、cDNA法及建立基因文庫的方法等．以缺乏尿嘧啶合成酶的酵母菌作為受體細(xì)胞，可以利用缺乏尿嘧啶的培養(yǎng)基篩選出導(dǎo)入質(zhì)粒的酵母菌菌株．
（5）轉(zhuǎn)基因釀酒酵母能夠利用葡萄糖和木糖產(chǎn)生酒精，且對酒精的耐受能力強(qiáng)，故可以將轉(zhuǎn)基因酵母菌接種在含葡萄糖和木糖培養(yǎng)基培養(yǎng)，如果能夠隨著發(fā)酵的持續(xù)進(jìn)行，若該釀酒酵母能夠存活，說明菌株培育成功．
故答案為：
（1）防止水蒸氣凝集滴落到培養(yǎng)基表面組成污染
（2）平板劃線法    稀釋涂布平板法    ①③②涂布不均勻
（3）木糖
（4）化學(xué)合成法   cDNA法及建立基因文庫的方法   尿嘧啶合成
（5）葡萄糖和木糖   利用葡萄糖和木糖產(chǎn)生酒精，且對酒精的耐受能力強(qiáng)

點(diǎn)評 本題考查微生物培養(yǎng)和微生物的選擇的相關(guān)知識，要求考生明確微生物的培養(yǎng)和微生物選擇的方法，屬于考綱識記和理解層次的考查，這類試題需要考生在平時(shí)的學(xué)習(xí)過程中學(xué)會構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)．