Question

7．常见的酿酒酵母只能利用葡萄糖而不能利用木糖来进行酒精发酵，而自然界中某些酵母菌能分解木糖产生酒精，但是对酒精的耐受能力差．科学家利用基因工程培育了能利用这两种糖进行发酵且对酒精耐受能力强的酿酒酵母．请分析回答下列问题：
（1）制备酵母菌培养基要进行倒平板操作，待平板冷凝后，要将平板倒置，其主要原因是防止水蒸气凝集滴落到培养基表面组成污染．
（2）取从自然界中采集的葡萄，用无菌水将葡萄皮上的微生物冲洗到无菌的三角瓶中，然后按图甲所示过程进行酵母菌的纯化培养．

图甲中A过程叫平板划线法，C过程叫稀释涂布平板法．图乙是经过图甲过程A 纯化培养的结果，在培养基上接种时划线的顺序依次是①③②（用编号表示）．研究者在图甲过程C 的操作培养过程中，得到了一个经培养后菌落分布如图丙所示的平板，推测接种时可能的操作失误是涂布不均匀．
（3）将培养基上的酵母菌菌株转接到仅以木糖 为碳源的培养基中，无氧条件下培养一周后，有些酵母菌死亡，说明这些酵母菌不能利用木糖发酵．
（4）从以上筛选得到的活酵母菌中提取DNA，利用PCR技术大量扩增获得目的基因．除此外，获得目的基因的方法还有化学合成法、，cDNA法及建立基因文库的方法． 将目的基因连接到具有尿嘧啶合成酶基因作为标记基因的质粒上，然后将所得的重组质粒导入酵母菌时，应选择缺乏尿嘧啶合成 能力的酿酒酵母作为受体菌．
（5）将经上述流程培育获得的转基因酿酒酵母接种在含葡萄糖和木糖的培养基中进行酒精发酵能力测试．随着发酵的持续进行，若该酿酒酵母能够存活，说明它能利用葡萄糖和木糖产生酒精，且对酒精的耐受能力强，即说明所需菌株培育成功．

Answer 1

分析 1、接种最常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法
2、根据题干信息“常见的酿酒酵母只能利用葡萄糖而不能利用木糖”，则在以木糖为唯一碳源的培养基中死亡，“自然界中一些酵母菌能分解木糖产生酒精”说明这些酵母菌含有相关木糖发酵有关的酶的基因．酿酒酵母只能利用葡萄糖而不能利用木糖来进行酒精发酵，而自然界中某些酵母菌能分解木糖产生酒精，但是对酒精的耐受能力差，涉及微生物实验室培养的相关知识，科学家利用基因工程培育了能利用葡萄糖和木糖进行发酵且对酒精耐受能力强的酿酒酵母．
3、基因工程是为了培养能利用这两种糖进行发酵且对酒精耐受能力强的酿酒酵母，所以检测时应将培育获得的转基因酿酒酵母接种在含葡萄糖和木糖的培养基中进行酒精发酵能力测试，随着发酵的持续进行，若该酿酒酵母能够存活，说明它能利用葡萄糖和木糖产生酒精，且对酒精的难受能力强，即说明所需菌株培育成功．

解答 解：（1）倒平板操作，待平板冷凝后，要将平板倒置，其主要原因是防止皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染．
（2）据图分析，甲中A过程叫平板划线法接种，C过程叫稀释涂布平板法接种．据图乙分析，是平板划线操作后的实验结果，②区出现了单个菌落，产生的菌落是由一个细菌生长繁殖而来的，分析培养基上细菌的分布可知，①③②区菌落数越来越少，所以划线操作的顺序是①③②．接种涂布不均匀会导致菌落分布不均匀．
（3）将酵母菌接种到以木糖为唯一碳源的培养基，如果部分酵母菌死亡，说明这些酵母菌不能利用木糖发酵．
（4）获得目的基因的方法主要有利用PCR技术大量扩增获得目的基因、化学合成法、cDNA法及建立基因文库的方法等．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．
（5）转基因酿酒酵母能够利用葡萄糖和木糖产生酒精，且对酒精的耐受能力强，故可以将转基因酵母菌接种在含葡萄糖和木糖培养基培养，如果能够随着发酵的持续进行，若该酿酒酵母能够存活，说明菌株培育成功．
故答案为：
（1）防止水蒸气凝集滴落到培养基表面组成污染
（2）平板划线法    稀释涂布平板法    ①③②涂布不均匀
（3）木糖
（4）化学合成法   cDNA法及建立基因文库的方法   尿嘧啶合成
（5）葡萄糖和木糖   利用葡萄糖和木糖产生酒精，且对酒精的耐受能力强

点评 本题考查微生物培养和微生物的选择的相关知识，要求考生明确微生物的培养和微生物选择的方法，属于考纲识记和理解层次的考查，这类试题需要考生在平时的学习过程中学会构建知识网络结构．