Question

11．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．請(qǐng)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：防止培養(yǎng)皿蓋的冷凝水落入培養(yǎng)基造成污染
（2）（3）（4）．
（2）取從自然界中采集的葡萄，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，然后按圖甲所示過(guò)程進(jìn)行酵母菌的純化培養(yǎng)．

圖乙是經(jīng)過(guò)圖甲過(guò)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(hào)表示）．研究者在圖甲過(guò)程C 的操作培養(yǎng)過(guò)程中，得到了一個(gè)經(jīng)培養(yǎng)后菌落分布如圖丙所示的平板，推測(cè)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(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．
（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．若將1個(gè)目的基因分子復(fù)制10 次，則需要在緩沖液中至少加入2¹¹-2個(gè)引物．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(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．

Answer 1

分析 1、倒平板操作時(shí)，平板冷凝后倒置的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、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”，則酵母菌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)木糖分解有關(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）待平板冷凝后，要將平板倒置，其主要原因是防止培養(yǎng)皿蓋的冷凝水落入培養(yǎng)基造成污染．
（2）在培養(yǎng)基上接種時(shí)劃線的順序依次是每一區(qū)的劃線應(yīng)從前一區(qū)劃線的末端位置開始劃線，從而能將菌種逐區(qū)減少，所以劃線順序是①③②；培養(yǎng)后菌落分布不均勻可能是接種時(shí)涂布不均勻造成的．
（3）利用選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)時(shí)，培養(yǎng)基中若僅以木糖為碳源，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．
（4）PCR 技術(shù)大量擴(kuò)增目的基因時(shí)，緩沖液中需要加入的引物個(gè)數(shù)計(jì)算公式為2ⁿ⁺¹-2，所以若將1個(gè)目的基因分子復(fù)制10 次，則需要在緩沖液中至少加入2¹¹-2=個(gè)引物，質(zhì)粒中的標(biāo)記基因作用是用于篩選含目的基因的受體細(xì)胞，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．若選擇培養(yǎng)基中的酵母菌能合成尿嘧啶，則說(shuō)明目的基因?qū)�入受體酵母菌中．
（5）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．
故答案為：
（1）防止培養(yǎng)皿蓋的冷凝水落入培養(yǎng)基造成污染
（2）①③②涂布不均勻
（3）木糖
（4）2¹¹-2    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(duì)酒精的難受能力強(qiáng)（合理即可）

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)．