Question

【題目】常見的釀酒酵母只能利用葡萄糖而不能利用木糖來進行酒精發酵，而自然界中某些酵母菌能分解木糖產生酒精，但是對酒精的耐受能力差。科學家利用基因工程培育了能利用這兩種糖進行發酵且對酒精耐受能力強的釀酒酵母。請分析回答：

（1）微生物實驗用的培養皿常用的兩種滅菌方法是________；為了減少滅菌后器皿被污染，滅菌前應該將器皿_________________。圖是滅菌鍋及其局部剖面示意圖，圖中甲、乙指示的結構依次是 ________________ 。

（2）制備酵母菌培養基要進行平板操作，待平板冷凝后，要將培養皿倒置，其主要原因是_______________________________。

（3）取從自然界中采集的葡萄，然后在超凈臺上將葡萄置于0.1%氯化汞水溶液中進行表面消毒5min，再用無菌水將葡萄皮上的微生物沖洗到無菌的三角瓶中，然后進行純化培養。下圖甲是經上述純化培養的結果，在培養基上接種時劃線的順序是依次是[________] （用編號表示）。研究者在經過甲接種后得到了一個經培養后菌落分布如下圖乙所示的平板，推測接種時可能的操作失誤是_________。為了確定培養基是否被污染，需要進行的操作是：_____________ 。

（4）下表為某學生在篩選培養能利用木糖發酵的酵母菌時所配置的培養基配方，請指出其中的明顯不足之處_______________________。

K2HP04	FeS04	MgS04.7H20	NaNO3	KCl	蔗糖	木糖	瓊脂	蒸餾水
0.1g	0.001g	0.05g	0.3g	0.05g	3.0g	3.0g	2.og	100ml

（5）再將目的基因連接到具有尿嘧啶合成酶基因作為標記基因的質粒上，并將所得的重組質粒導入酵母菌時，應選擇缺乏_______________能力的釀酒酵母作為受體菌。

（6）將經上述流程培養獲得的轉基因釀酒酵母接種在含葡萄糖和木糖的培養基中進行酒精發酵能力測試。隨著發酵的進行，若該釀酒酵母能夠存活，說明它能____________________________________________________，即說明所需菌株培育成功。

Answer 1

【答案】高壓滅菌、干熱滅菌 用牛皮紙包扎 安全閥、排氣閥 防止冷凝水污染培養基 1-3-2 涂布不均勻 培養空白平板 應該以木糖為唯一碳源 尿嘧啶合成能力 既能利用木糖，又能耐受酒精

【解析】

閱讀題干和題圖可知，本題涉及的知識有微生物的培養與分離，微生物接種在固體培養基上的方法主要有稀釋涂布平板法和平板劃線法。選擇培養基是指通過培養混合的微生物，僅得到或篩選出所需要的微生物，其他不需要的種類在這種培養基上是不能生存的。利用選擇培養基和轉基因技術能夠篩選利用葡萄糖和木糖產生酒精，且對酒精的耐受能力強的酵母菌。

圖1中甲是安全閥，乙是排氣閥，丙是壓力表，明確知識點，梳理相關的基礎知識，分析題圖，結合問題的具體提示綜合作答。

（1）滅菌是指使用強烈的理化因素殺死物體內外一切微生物的細胞、芽孢和孢子的過程。微生物實驗用的培養皿常用的兩種滅菌方法是高壓滅菌、干熱滅菌；將培養皿放入滅菌鍋之前通常用牛皮紙或報紙包扎避免滅菌后的再次污染。圖1中甲是安全閥，乙是排氣閥。

（2）待平板冷凝后，要將平板倒置，其主要原因是防止培養皿蓋的冷凝水落入培養基造成污染。

（3）在培養基上接種時劃線的順序依次是每一區的劃線應從前一區劃線的末端位置開始劃線，從而能將菌種逐區減少，所以劃線順序是1-3-2；培養后菌落分布不均勻可能是接種時涂布不均勻造成的。為了確定培養基是否被污染，可以培養空白平板以作為對照。

（4）表格中有蔗糖、木糖兩種碳原，而篩選培養能利用木糖發酵的酵母菌時，應該以木糖為唯一碳源。

（5）已知將目的基因連接到具有尿嘧啶合成酶基因作為標記基因的質粒上，并將所得的重組質粒導入酵母菌。所以利用質粒標記基因表達的標記性狀可以判斷目的基因是否成功導入受體細胞，故應該選擇缺乏尿嘧啶合成能力的釀酒酵母作為受體菌。

（6）轉基因釀酒酵母能利用這葡萄糖和木糖進行發酵且對酒精耐受能力強，故應該接種在以葡萄糖和木糖為碳源的培養基中進行發酵能力測試。隨著發酵的持續進行，若該釀酒酵母能夠存活，說明它能利用葡萄糖和木糖產生酒精，且對酒精的耐受能力強。