Question

11．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：防止培養皿蓋的冷凝水落入培養基造成污染
（2）（3）（4）．
（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．若將1個目的基因分子復制10 次，則需要在緩沖液中至少加入2¹¹-2個引物．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，且對酒精的難受能力強，即說明所需菌株培育成功．

Answer 1

分析 1、倒平板操作時，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基造成污染．
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”，則酵母菌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分解有關的酶的基因．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）待平板冷凝后，要將平板倒置，其主要原因是防止培養皿蓋的冷凝水落入培養基造成污染．
（2）在培養基上接種時劃線的順序依次是每一區的劃線應從前一區劃線的末端位置開始劃線，從而能將菌種逐區減少，所以劃線順序是①③②；培養后菌落分布不均勻可能是接種時涂布不均勻造成的．
（3）利用選擇培養基選擇培養時，培養基中若僅以木糖為碳源，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）PCR 技術大量擴增目的基因時，緩沖液中需要加入的引物個數計算公式為2ⁿ⁺¹-2，所以若將1個目的基因分子復制10 次，則需要在緩沖液中至少加入2¹¹-2=個引物，質粒中的標記基因作用是用于篩選含目的基因的受體細胞，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．若選擇培養基中的酵母菌能合成尿嘧啶，則說明目的基因導入受體酵母菌中．
（5）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．
故答案為：
（1）防止培養皿蓋的冷凝水落入培養基造成污染
（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生酒精，且對酒精的難受能力強（合理即可）

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．