Question

11．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：防止培养皿盖的冷凝水落入培养基造成污染
（2）（3）（4）．
（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．若将1个目的基因分子复制10 次，则需要在缓冲液中至少加入2¹¹-2个引物．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，且对酒精的难受能力强，即说明所需菌株培育成功．

Answer 1

分析 1、倒平板操作时，平板冷凝后倒置的主要原因是防止皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染．
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”，则酵母菌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分解有关的酶的基因．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）待平板冷凝后，要将平板倒置，其主要原因是防止培养皿盖的冷凝水落入培养基造成污染．
（2）在培养基上接种时划线的顺序依次是每一区的划线应从前一区划线的末端位置开始划线，从而能将菌种逐区减少，所以划线顺序是①③②；培养后菌落分布不均匀可能是接种时涂布不均匀造成的．
（3）利用选择培养基选择培养时，培养基中若仅以木糖为碳源，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）PCR 技术大量扩增目的基因时，缓冲液中需要加入的引物个数计算公式为2ⁿ⁺¹-2，所以若将1个目的基因分子复制10 次，则需要在缓冲液中至少加入2¹¹-2=个引物，质粒中的标记基因作用是用于筛选含目的基因的受体细胞，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．若选择培养基中的酵母菌能合成尿嘧啶，则说明目的基因导入受体酵母菌中．
（5）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．
故答案为：
（1）防止培养皿盖的冷凝水落入培养基造成污染
（2）①③②涂布不均匀
（3）木糖
（4）2¹¹-2    尿嘧啶合成
（5）葡萄糖和木糖  利用葡萄糖和木糖产生酒精，且对酒精的难受能力强（合理即可）

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．