Question

12．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．
（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，然后将瓶中的液体用稀释涂布平板（平板划线）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．从存活的酵母菌中提取DNA，经大量扩增获得目的基因．
（3）在基因工程的操作中，目的基因导入受体细胞前首先需用限制酶切割目的基因和质粒，形成可粘合的末端，然后依靠DNA连接酶将两侧的脱氧核糖与磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口“缝合”起来．若该质粒具有尿嘧啶合成酶基因作为标记基因，将重组质粒导入酵母菌时，应选择缺乏尿嘧啶合成酶能力的酿酒酵母作为受体菌．
（4）将上述获得的转基因酿酒酵母接种在以葡萄糖和木糖为碳源的培养基中进行发酵能力测试．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（合理即可），即说明所需菌株培育成功．
（5）一个酿酒酵母在培养基上形成的菌落在生态学上可以称为一个种群．

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：
①平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养．在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落．
②稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落．
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）接种微生物常用稀释涂布平板法或平板划线法．
（2）将培养基上的酵母菌菌株转接到的培养基中，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．从存活的酵母菌中提取相关以木糖为唯一碳源目的基因，将其导入常见的酿酒酵母菌中．
（3）基因工程中，构建基因表达载体时，首先用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，其次需要用DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组DNA．利用质粒标记基因表达的标记性状可以判断目的基因是否成功导入受体细胞，因此应该选择缺乏尿嘧啶合成酶合成能力的酿酒酵母作为受体菌．
（4）将上述获得的转基因酿酒酵母分别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．随着发酵的持续进行，若该酿酒酵母都能够存活，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．
（5）种群是指在一定的自然区域内，同种生物的所有个体是一个种群．因此，一个酿酒酵母在培养基上形成的菌落在生态学上可以称为一个种群．
故答案为：
（1）稀释涂布平板（平板划线）
（2）以木糖为唯一碳源
（3）限制酶     DNA连接酶      尿嘧啶合成酶
（4）葡萄糖    木糖     利用葡萄糖和木糖产生酒精，且对酒精的耐受能力强（合理即可）
（5）种群

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．