Question

常見的釀酒酵母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產(chǎn)生酒精，但對酒精的耐受能力較差。下面是利用木糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精的釀酒酵母的培育過程，請分析回答下列問題。

(1)將自然界中采集到的葡萄帶回實驗室，用 將葡萄皮上的微生物沖洗到無菌的三角瓶中，瓶中的液體經(jīng)適當(dāng)稀釋后，用 (方法)接種于固體培養(yǎng)基上，在適宜的條件下培養(yǎng)，獲得各種菌落。

(2)將培養(yǎng)基上的酵母菌菌株轉(zhuǎn)接到以木糖為唯一碳源的培養(yǎng)基中，無氧條件下培養(yǎng)一周后，有些酵母菌死亡，說明這些酵母菌 。從存活的酵母菌中提取DNA，并用PCR技術(shù)大量擴(kuò)增目的基因。

(3)將目的基因連接到一種穿梭質(zhì)粒(可以在大腸桿菌中復(fù)制和在釀酒酵母中表達(dá)的質(zhì)粒)上。該質(zhì)粒具有兩種標(biāo)記基因，即氨芐青霉素抗性基因和尿嘧啶合成酶基因。大腸桿菌被該質(zhì)粒轉(zhuǎn)化后，應(yīng)接種于含 的培養(yǎng)基上進(jìn)行篩選。將質(zhì)粒導(dǎo)入酵母菌時，由于氨芐青霉素不能抑制酵母菌繁殖，應(yīng)選擇缺乏 能力的釀酒酵母作為受體菌。

(4)對轉(zhuǎn)基因釀酒酵母發(fā)酵能力進(jìn)行測試，結(jié)果如圖所示：

據(jù)圖分析，將轉(zhuǎn)基因釀酒酵母接種在以 為碳源的培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵能力測試，最初培養(yǎng)基中的 糖被快速消耗，隨著發(fā)酵繼續(xù)進(jìn)行，轉(zhuǎn)基因釀酒酵母能夠 ，說明所需菌株培育成功。

 

Answer 1

(1)無菌水 稀釋涂布平板法

(2)不能利用木糖發(fā)酵(或缺乏木糖發(fā)酵途徑)

(3)氨芐青霉素 尿嘧啶合成

(4)葡萄糖和木糖 葡萄 利用木糖產(chǎn)生酒精，并且酒精濃度升高對木糖發(fā)酵無明顯影響

【解析】(1)采集菌種時，需用無菌水沖洗獲得微生物菌體，菌液經(jīng)稀釋后接種于固體培養(yǎng)基上的方法只能是稀釋涂布平板法。

(2)培養(yǎng)基中的碳源只有木糖，不能分解木糖的微生物不能生存，因此死亡的都是不能利用木糖發(fā)酵(或缺乏木糖發(fā)酵途徑)的微生物。

(3)氨芐青霉素能夠抑制細(xì)菌的繁殖而不能抑制酵母菌的繁殖，因此大腸桿菌被該質(zhì)粒轉(zhuǎn)化后，就獲得了抗氨芐青霉素的能力，可以利用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。而將該質(zhì)粒導(dǎo)入酵母菌時，由于氨芐青霉素對酵母菌無抑制作用，因此只能利用缺乏尿嘧啶合成能力的釀酒酵母作為受體(導(dǎo)入該質(zhì)粒后獲得了合成尿嘧啶的能力)，可以利用不含尿嘧啶的培養(yǎng)基進(jìn)行選擇培養(yǎng)。

(4)由圖可知，檢測的結(jié)果既有葡萄糖又有木糖，因此轉(zhuǎn)基因釀酒酵母是接種在以葡萄糖和木糖為碳源的培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵能力測試的。由曲線變化可知，培養(yǎng)基中最先大量減少的是葡萄糖，當(dāng)葡萄糖不足時，木糖大量減少，說明轉(zhuǎn)基因釀酒酵母利用木糖產(chǎn)生酒精，并且酒精濃度升高對木糖發(fā)酵無明顯影響。