题目内容

15．常见的酿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，用无菌水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，用涂布方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，说明这些酵母菌不能利用木糖发酵（或缺乏木糖发酵途径）．从存活的酵母菌中提取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，应接种于含氨苄青霉素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，应选择缺乏尿嘧啶合成能力的酿酒酵母作为受体菌．从细胞结构看，酵母菌不同于大肠杆菌的主要特点是有核膜包围的细胞核．
（4）对转基因酿酒酵母发酵能力进行测试，结果如图所示．
据图分析，将转基因酿酒酵母接种在葡萄糖和木糖为碳源的培养基中进行发酵能力测试，最初培养基中的葡萄糖被快速消耗，随着发酵继续进行，转基因酿酒酵母能够利用木糖产生酒精，并且酒精浓度升高对木糖发酵无明显影响，说明所需菌株培育成功．

分析 分析曲线图：将转基因酿酒酵母接种在葡萄糖和木糖为碳源的培养基中进行发酵能力测试，最初培养基中的葡萄糖被快速消耗，随着发酵继续进行，转基因酿酒酵母能够利用木糖产生酒精，并且酒精浓度升高对木糖发酵无明显影响，说明所需菌株培育成功．

解答 解：（1）将自然界中采集到的葡萄糖带回实验室，用无菌水将葡萄皮上的野生酵母菌冲洗到无菌的三角瓶中．常用的微生物分离方法有平板划线法和稀释涂布平板法．平板划线法是用接种环在培养基表面连续划线过程中将聚集的菌体逐步分散到培养基的表面．最终分离到由一个细胞繁殖而来的菌落；稀释涂布平板法是先将菌液进行一系列梯度稀释，再涂布培养．稀释度足够高的培养液涂布的结果可形成单个菌落．
（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，不能在该培养基上生存的酵母菌缺乏木糖发酵途径．
（3）转入质粒的大肠杆菌对氨苄青霉素有抗性，故可以培养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．酵母菌是真核生物，大肠杆菌是原核生物，真核生物与原核生物相比，真核细胞有被核膜包被的成形细胞核．
（4）图示实验结果表明，将转基因酿酒酵母接种在葡萄糖和木糖为碳源的培养基中进行发酵能力测试，最初培养基中的葡萄糖被快速消耗，随着发酵继续进行，转基因酿酒酵母能够利用木糖产生酒精，并且酒精浓度升高对木糖发酵无明显影响，说明所需菌株培育成功．
故答案为：
（1）无菌水    涂布
（2）不能利用木糖发酵（或缺乏木糖发酵途径）
（3）氨苄青霉素    尿嘧啶合成    有核膜包围的细胞核
（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

点评 本题考查基因工程、微生物的实验室培养的相关知识，要求考生识记基因工程的概念、原理及操作步骤；识记培养基的成分、种类及作用，能结合所学的知识准确答题．

练习册系列答案
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（6）利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的有机物质有引物、4种脱氧核糖核苷三磷酸、模板和热稳定的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成．
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4．请回答有关植物生命活动调节的问题：
（1）生产上常用生长素类似物萘乙酸（NAA）处理扦插枝条，促其生根．为了验证萘乙酸的生理作用与生长素作用相似，某人取生长状况一致的某植物嫩枝若干条，随机平分为A、B、C三组，进行了如表中实验：
组别处理培养
A组去掉嫩叶，浸于10ppm的NAA溶液中24h后取出枝条，用清水洗净，插入盛有清水的烧杯中，杯外包上黑纸避光，观察枝条生根情况
B组不去掉嫩叶，浸于10ppm的NAA溶液中
C组不去掉嫩叶，浸于清水中
①实验中有2组（填“1”“2”或“3”）对照实验．
②用黑纸包住烧杯遮光的原因可能是避免光对植物生根的影响．
（2）研究者取生长良好4～5周龄拟南芥完全展开的叶，照光使气孔张开．撕取其下表皮，做成临时装片．从盖玻片一侧滴入不同浓度乙烯利溶液（能放出乙烯），另一侧用吸水纸吸引，重复几次后，在光下处理30min，测量并记录气孔直径．之后滴加蒸馏水，用同样方法清除乙烯利，再在光下处理30min，测量并记录气孔直径，结果如图1所示．

①图1中用乙烯利处理叶片后，气孔的变化说明，乙烯可诱导气孔关闭．
②用0.004%浓度的乙烯利处理拟南芥叶，既不会伤害保卫细胞，又能获得较好的诱导效果．
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（1）农业生产中，用一定浓度的生长素类似物作为除草剂，可以除去单子叶农作物田间的双子叶杂草．甲图中，可表示单子叶植物受不同浓度生长素类似物影响的是曲线Ⅱ，可选用图中d点所对应浓度的生长素类似物作为除草剂．此例说明，生长素类似物的作用具有两重性．
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①油菜素内酯的作用与生长素或赤霉素（填植物激素名称）相似．
②上述实验的目的是探究不同浓度的油菜素内酯水溶液对芹菜幼苗生长的影响．
（4）多地媒体披露，市场上销售的一些嫩黄瓜在种植时被涂抹了避孕药（其主要成分是类雌性激素），结合所学知识判断此类报道是否科学？不科学．原因是雌性激素为动物激素，不能对植物细胞起作用．

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