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行酒精發酵，而自然界中某些酵母菌能分解木糖產生酒精，但是對酒精的耐受能力差．科學家利用基因工程培育了能利用這兩種糖進行發酵且對酒精耐受能力強的釀酒酵母．請分析回答下列問題：
（1）制備酵母菌培養基要進行倒平板操作，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行酵母菌的純化培養．

圖甲中A過程叫平板劃線法，C過程叫稀釋涂布平板法．圖乙是經過圖甲過程A 純化培養的結果，在培養基上接種時劃線的順序依次是①③②（用編號表示）．研究者在圖甲過程C 的操作培養過程中，得到了一個經培養后菌落分布如圖丙所示的平板，推測接種時可能的操作失誤是涂布不均勻．
（3）將培養基上的酵母菌菌株轉接到僅以木糖 為碳源的培養基中，無氧條件下培養一周后，有些酵母菌死亡，說明這些酵母菌不能利用木糖發酵．
（4）從以上篩選得到的活酵母菌中提取DNA，利用PCR技術大量擴增獲得目的基因．除此外，獲得目的基因的方法還有化學合成法、，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記基因的質粒上，然后將所得的重組質粒導入酵母菌時，應選擇缺乏尿嘧啶合成 能力的釀酒酵母作為受體菌．
（5）將經上述流程培育獲得的轉基因釀酒酵母接種在含葡萄糖和木糖的培養基中進行酒精發酵能力測試．隨著發酵的持續進行，若該釀酒酵母能夠存活，說明它能利用葡萄糖和木糖產生酒精，且對酒精的耐受能力強，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基中死亡，“自然界中一些酵母菌能分解木糖產生酒精”說明這些酵母菌含有相關木糖發酵有關的酶的基因．釀酒酵母只能利用葡萄糖而不能利用木糖來進行酒精發酵，而自然界中某些酵母菌能分解木糖產生酒精，但是對酒精的耐受能力差，涉及微生物實驗室培養的相關知識，科學家利用基因工程培育了能利用葡萄糖和木糖進行發酵且對酒精耐受能力強的釀酒酵母．
3、基因工程是為了培養能利用這兩種糖進行發酵且對酒精耐受能力強的釀酒酵母，所以檢測時應將培育獲得的轉基因釀酒酵母接種在含葡萄糖和木糖的培養基中進行酒精發酵能力測試，隨著發酵的持續進行，若該釀酒酵母能夠存活，說明它能利用葡萄糖和木糖產生酒精，且對酒精的難受能力強，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基造成污染．
（2）據圖分析，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．據圖乙分析，是平板劃線操作后的實驗結果，②區出現了單個菌落，產生的菌落是由一個細菌生長繁殖而來的，分析培養基上細菌的分布可知，①③②區菌落數越來越少，所以劃線操作的順序是①③②．接種涂布不均勻會導致菌落分布不均勻．
（3）將酵母菌接種到以木糖為唯一碳源的培養基，如果部分酵母菌死亡，說明這些酵母菌不能利用木糖發酵．
（4）獲得目的基因的方法主要有利用PCR技術大量擴增獲得目的基因、化學合成法、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胞，可以利用缺乏尿嘧啶的培養基篩選出導入質粒的酵母菌菌株．
（5）轉基因釀酒酵母能夠利用葡萄糖和木糖產生酒精，且對酒精的耐受能力強，故可以將轉基因酵母菌接種在含葡萄糖和木糖培養基培養，如果能夠隨著發酵的持續進行，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生酒精，且對酒精的耐受能力強

點評 本題考查微生物培養和微生物的選擇的相關知識，要求考生明確微生物的培養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的學習過程中學會構建知識網絡結構．