Question

常见的酿酒酵母菌只能利用葡萄糖而不能利用木糖,自然界中一些酵母菌能分解木糖产生酒精但对酒精的耐受能力较差。下面是利用木糖发酵产生酒精的酿酒酵母菌的培育过程,请分析回答下列问题:

(1)将自然界中采集到的葡萄带回实验室,用 将葡萄皮上的微生物冲洗到无菌的三角瓶中,瓶中的液体经适当稀释后,用 法接种于固体培养基上,在适宜的条件下培养,获得各种菌落。

(2)将培养基上的酵母菌菌株转接到以木糖为唯一碳源的培养基中,无氧条件下培养一周后,有些酵母菌死亡,说明这些酵母菌 。从存活的酵母菌提取DNA,并用PCR技术大量扩增目的基因。

(3)将目的基因连接到一种穿梭质粒(可以在大肠杆菌中复制和在酿酒酵母菌中表达的质粒)上。该质粒具有两种标记基因,即氨苄青霉素抗性基因和尿嘧啶合成酶基因。大肠杆菌被该质粒转化后,应接种于含 的培养基上进行筛选。将质粒导入酵母菌时,由于氨苄青霉素不能抑制酵母菌繁殖,应选择缺乏 能力的酿酒酵母菌作为受体菌。从细胞结构看,酵母菌不同于大肠杆菌的主要特点是 。

(4)对转基因酿酒酵母菌发酵能力进行测试,结果如下图所示。

据图分析,将转基因酿酒酵母菌接种在 为碳源的培养基中进行发酵能力测试,最初培养基中的 糖被快速消耗,随着发酵继续进行,转基因酿酒酵母菌能够 ,说明所需菌株培育成功。

 

Answer 1

(1)无菌水 稀释涂布平板

(2)不能利用木糖发酵(或缺乏水糖发酵途径)

(3)氨苄青霉素 尿嘧啶合成 有核膜包被的细胞核

(4)葡萄糖和木糖 葡萄 利用木糖产生酒精,并且酒精浓度升高对木糖发酵无明显影响

【解析】(1)由于葡萄皮上有酵母菌,所以可用无菌水冲洗葡萄获得菌液,然后用稀释涂布平板法培养分离。(2)以木糖为唯一碳源的培养基是选择培养基,可以筛选出能利用木糖的酵母菌。(3)转入质粒的大肠杆菌对氨苄青霉素有抗性,故可以在含有氨苄青霉素的培养基上进行筛选。以缺乏尿嘧啶合成酶的酵母菌作为受体细胞,可以利用缺乏尿嘧啶的培养基筛选出导入质粒的酵母菌菌株。(4)图示实验结果表明,在葡萄糖大量消耗后,酵母菌仍能利用木糖快速产生酒精,说明转基因酵母菌培养成功。