Question

19．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)生酒精的釀酒酵母培育的過程，請分析回答下列問題：
（1）將自然界中采集到的葡萄帶回實(shí)驗(yàn)室，用無菌水將葡萄皮上的微生物沖洗到無菌的三角瓶中，瓶中液體經(jīng)適當(dāng)稀釋后，接種于固體培養(yǎng)基上，適宜條件下培養(yǎng)，獲得各種菌落．
（2）將培養(yǎng)基上的酵母菌菌株轉(zhuǎn)接到以木糖作為唯一碳源的培養(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_{不能利用木糖發(fā)酵（或缺乏木糖發(fā)酵途徑）}．
從存活的酵母菌提取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_{氨芐青霉素}的培養(yǎng)基上進(jìn)行篩選．將質(zhì)粒導(dǎo)入酵母菌時(shí)，由于氨芐青霉素不能抑制酵母菌繁殖，應(yīng)選擇缺乏_{尿嘧啶合成}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，最初培養(yǎng)基中的葡萄糖被快速消耗，隨著發(fā)酵繼續(xù)進(jìn)行，釀酒酵母能夠利用木糖產(chǎn)生酒精，并且酒精濃度升高對木糖發(fā)酵無明顯影響，說明所需菌株培育成功．

Answer 1

分析 分析題干，第1小題為獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止雜菌污染，則用無菌水處理．第2小題根據(jù)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”，則在以木糖為唯一碳源的培養(yǎng)基中死亡，“自然界中一些酵母菌能分解木糖產(chǎn)生酒精”說明這些酵母菌含有相關(guān)木糖發(fā)酵有關(guān)的酶的基因．第三小題“質(zhì)粒既含有大腸桿菌的復(fù)制起點(diǎn)pMB1ori，也含有酵母菌復(fù)制起點(diǎn)ARS”，說明該質(zhì)粒能再大腸桿菌和酵母菌中自我復(fù)制．第四小題，根據(jù)第三小題中“即氨芐青霉素抗性基因和尿嘧啶合成酶基因”，說明受體細(xì)胞能在氨芐青霉素中存活．第五小題根據(jù)曲線圖分析自變量是葡萄糖和木糖，因變量是酒精．

解答 解：（1）葡萄皮上含有野生型酵母菌，用無菌水將葡萄皮上的微生物沖洗到無菌的三角瓶中，能防止雜菌污染．獲得單菌落需要將微生物接種在固體培養(yǎng)基上．
（2）以木糖為唯一碳源的培養(yǎng)基，有些酵母菌不能利用木糖發(fā)酵，進(jìn)而篩選出能利用木糖的酵母菌，從中獲取目的基因，即木糖發(fā)酵有關(guān)的酶的基因．
（3）轉(zhuǎn)入質(zhì)粒的大腸桿菌對氨芐青霉素有抗性，故可以培養(yǎng)在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上進(jìn)行篩選．以缺乏尿嘧啶合成酶的酵母菌作為受體細(xì)胞，可以利用缺乏尿嘧啶的培養(yǎng)基篩選出導(dǎo)入質(zhì)粒的酵母菌菌株．
（4）圖示實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在葡萄糖大量消耗后，酵母菌仍能利用木糖快速產(chǎn)生酒精，說明轉(zhuǎn)基因酵母菌培養(yǎng)成功．
故答案為：
（1）無菌水         固體
（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  葡萄糖  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

點(diǎn)評 本題考查微生物培養(yǎng)、基因工程等相關(guān)知識，意在考查考生理解所學(xué)知識的要點(diǎn)，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系的能力和提取信息的能力．