Question

12．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．
（1）將自然界中采集到的葡萄帶回實驗室，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）法接種于固體培養基上，在適宜的條件下培養，獲得各種菌落．
（2）將培養基上的酵母菌菌株轉接到以木糖為唯一碳源的培養基中，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．從存活的酵母菌中提取DNA，經大量擴增獲得目的基因．
（3）在基因工程的操作中，目的基因導入受體細胞前首先需用限制酶切割目的基因和質粒，形成可粘合的末端，然后依靠DNA連接酶將兩側的脫氧核糖與磷酸交替連接而構成的DNA骨架上的缺口“縫合”起來．若該質粒具有尿嘧啶合成酶基因作為標記基因，將重組質粒導入酵母菌時，應選擇缺乏尿嘧啶合成酶能力的釀酒酵母作為受體菌．
（4）將上述獲得的轉基因釀酒酵母接種在以葡萄糖和木糖為碳源的培養基中進行發酵能力測試．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（合理即可），即說明所需菌株培育成功．
（5）一個釀酒酵母在培養基上形成的菌落在生態學上可以稱為一個種群．

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：將已經熔化的培養基倒入培養皿制成平板，接種，劃線，在恒溫箱里培養．在線的開始部分，微生物往往連在一起生長，隨著線的延伸，菌數逐漸減少，最后可能形成單個菌落．
②稀釋涂布平板法：將待分離的菌液經過大量稀釋后，均勻涂布在培養皿表面，經培養后可形成單個菌落．
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）接種微生物常用稀釋涂布平板法或平板劃線法．
（2）將培養基上的酵母菌菌株轉接到的培養基中，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．從存活的酵母菌中提取相關以木糖為唯一碳源目的基因，將其導入常見的釀酒酵母菌中．
（3）基因工程中，構建基因表達載體時，首先用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和運載體，其次需要用DNA連接酶將目的基因與運載體連接形成重組DNA．利用質粒標記基因表達的標記性狀可以判斷目的基因是否成功導入受體細胞，因此應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）將上述獲得的轉基因釀酒酵母分別接種在葡萄糖和木糖為碳源的培養基中進行發酵能力測試．隨著發酵的持續進行，若該釀酒酵母都能夠存活，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．
（5）種群是指在一定的自然區域內，同種生物的所有個體是一個種群．因此，一個釀酒酵母在培養基上形成的菌落在生態學上可以稱為一個種群．
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生酒精，且對酒精的耐受能力強（合理即可）
（5）種群

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．