Question

12．常見的釀酒酵母只能利用葡萄糖而不能利用木糖來(lái)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(duì)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(duì)酒精耐受能力強(qiáng)的釀酒酵母．
（1）將自然界中采集到的葡萄帶回實(shí)驗(yàn)室，用無(wú)菌水將葡萄皮上的微生物沖洗到無(wú)菌的三角瓶中，然后將瓶中的液體用稀釋涂布平板（平板劃線）法接種于固體培養(yǎng)基上，在適宜的條件下培養(yǎng)，獲得各種菌落．
（2）將培養(yǎng)基上的酵母菌菌株轉(zhuǎn)接到以木糖為唯一碳源的培養(yǎng)基中，無(wú)氧條件下培養(yǎng)一周后，有些酵母菌死亡，說(shuō)明這些酵母菌不能利用木糖發(fā)酵．從存活的酵母菌中提取DNA，經(jīng)大量擴(kuò)增獲得目的基因．
（3）在基因工程的操作中，目的基因?qū)�入受體細(xì)胞前首先需用限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，形成可粘合的末端，然后依靠DNA連接酶將兩側(cè)的脫氧核糖與磷酸交替連接而構(gòu)成的DNA骨架上的缺口“縫合”起來(lái)．若該質(zhì)粒具有尿嘧啶合成酶基因作為標(biāo)記基因，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入酵母菌時(shí)，應(yīng)選擇缺乏尿嘧啶合成酶能力的釀酒酵母作為受體菌．
（4）將上述獲得的轉(zhuǎn)基因釀酒酵母接種在以葡萄糖和木糖為碳源的培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵能力測(cè)試．隨著發(fā)酵的持續(xù)進(jìn)行，若該釀酒酵母能夠存活，說(shuō)明它能利用葡萄糖和木糖產(chǎn)生酒精，且對(duì)酒精的耐受能力強(qiáng)（合理即可），即說(shuō)明所需菌株培育成功．
（5）一個(gè)釀酒酵母在培養(yǎng)基上形成的菌落在生態(tài)學(xué)上可以稱為一個(gè)種群．

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：
①平板劃線法：將已經(jīng)熔化的培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿制成平板，接種，劃線，在恒溫箱里培養(yǎng)．在線的開始部分，微生物往往連在一起生長(zhǎng)，隨著線的延伸，菌數(shù)逐漸減少，最后可能形成單個(gè)菌落．
②稀釋涂布平板法：將待分離的菌液經(jīng)過(guò)大量稀釋后，均勻涂布在培養(yǎng)皿表面，經(jīng)培養(yǎng)后可形成單個(gè)菌落．
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(shuō)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(lái)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(duì)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(shí)，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(duì)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(duì)酒精耐受能力強(qiáng)的釀酒酵母，所以檢測(cè)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(cè)試，隨著發(fā)酵的持續(xù)進(jìn)行，若該釀酒酵母能夠存活，說(shuō)明它能利用葡萄糖和木糖產(chǎn)生酒精，且對(duì)酒精的難受能力強(qiáng)，即說(shuō)明所需菌株培育成功．

解答 解：（1）接種微生物常用稀釋涂布平板法或平板劃線法．
（2）將培養(yǎng)基上的酵母菌菌株轉(zhuǎn)接到的培養(yǎng)基中，無(wú)氧條件下培養(yǎng)一周后，有些酵母菌死亡，說(shuō)明這些酵母菌不能利用木糖發(fā)酵．從存活的酵母菌中提取相關(guān)以木糖為唯一碳源目的基因，將其導(dǎo)入常見的釀酒酵母菌中．
（3）基因工程中，構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，首先用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和運(yùn)載體，其次需要用DNA連接酶將目的基因與運(yùn)載體連接形成重組DNA．利用質(zhì)粒標(biāo)記基因表達(dá)的標(biāo)記性狀可以判斷目的基因是否成功導(dǎo)入受體細(xì)胞，因此應(yīng)該選擇缺乏尿嘧啶合成酶合成能力的釀酒酵母作為受體菌．
（4）將上述獲得的轉(zhuǎn)基因釀酒酵母分別接種在葡萄糖和木糖為碳源的培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵能力測(cè)試．隨著發(fā)酵的持續(xù)進(jìn)行，若該釀酒酵母都能夠存活，說(shuō)明它能利用葡萄糖和木糖產(chǎn)生酒精，且對(duì)酒精的耐受能力強(qiáng)，即說(shuō)明所需菌株培育成功．
（5）種群是指在一定的自然區(qū)域內(nèi)，同種生物的所有個(gè)體是一個(gè)種群．因此，一個(gè)釀酒酵母在培養(yǎng)基上形成的菌落在生態(tài)學(xué)上可以稱為一個(gè)種群．
故答案為：
（1）稀釋涂布平板（平板劃線）
（2）以木糖為唯一碳源
（3）限制酶     DNA連接酶      尿嘧啶合成酶
（4）葡萄糖    木糖     利用葡萄糖和木糖產(chǎn)生酒精，且對(duì)酒精的耐受能力強(qiáng)（合理即可）
（5）種群

點(diǎn)評(píng) 本題考查微生物培養(yǎng)和微生物的選擇的相關(guān)知識(shí)，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(shí)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(guò)程中學(xué)會(huì)構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)．