Question

生物乙醇是以生物為原料生產(chǎn)的可再生能源．我國利用農(nóng)作物廢棄物（秸稈）生產(chǎn)乙醇，其技術(shù)流程為：纖維素酶解→酵母發(fā)酵→蒸餾→成品．
（1）纖維素酶的成本能否下降，是能否實現(xiàn)乙醇工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵因素．纖維素酶可以從能分解纖維素的細菌培養(yǎng)液中提�。�某同學(xué)設(shè)計了如下分離土壤中纖維素分解菌的實驗流程：土壤取樣→選擇培養(yǎng)→梯度稀釋→鑒別培養(yǎng)．
①最好選擇怎樣的環(huán)境采集土樣？

 

②以下是一種培養(yǎng)基配方：纖維素粉5g、NaNO₃ 1g、Na₂HPO₄?7H₂O 1.2g、KH₂PO₄ 0.9g、MgSO₄?7H₂O 0.5g、KCl 0.5g、酵母膏0.5g、水解酪素0.5g（蒸餾水定容到1000mL）．該培養(yǎng)基能夠增加樣品中纖維素分解菌的濃度，其原理是

 

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③為了鑒別纖維素分解菌和進一步純化菌種，可以在鑒別培養(yǎng)基上加入

 

染液，將篩選獲得的菌液稀釋后用

 

方法接種到鑒別培養(yǎng)基上，然后挑選產(chǎn)生

 

的菌落作為菌種進行擴大培養(yǎng)．
④纖維素分解菌培養(yǎng)液中的纖維素酶產(chǎn)量如何呢？請設(shè)計實驗進行檢測．

 

（2）進行工業(yè)化酶解時，為了使纖維素酶能反復(fù)使用，可以采用 技術(shù)．
（3）乙醇是酵母菌的發(fā)酵產(chǎn)物．發(fā)酵時酵母菌直接利用的物質(zhì)是

 

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（4）發(fā)酵時乙醇濃度升高會對酵母菌產(chǎn)生毒性，從而影響進一步的發(fā)酵．科學(xué)家利用基因工程方法創(chuàng)造出一種對乙醇濃度有高耐受力的酵母菌新菌種，該過程需采用PCR技術(shù)擴增目的基因．與體內(nèi)DNA復(fù)制相比，PCR反應(yīng)體系需加入哪兩種特別的物質(zhì)？

 

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Answer 1

考點：土壤中能分解纖維素的微生物及其應(yīng)用價值

專題：

分析：從土壤中分離微生物的一般步驟是：土壤取樣、選擇培養(yǎng)、梯度稀釋、涂布培養(yǎng)和篩選菌株．從土壤中篩選纖維素分解菌應(yīng)該使用以纖維素為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基，用剛果紅染液進行鑒定．纖維素分解菌培養(yǎng)液中的纖維素酶產(chǎn)量需要進行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶分解菌葡萄糖的實驗進行測定．酒精發(fā)酵使用的微生物是酵母菌．

解答： 解：（1）①選擇纖維素豐富的土壤環(huán)境中含有較多的纖維素分解菌．
②篩選纖維素分解菌的培養(yǎng)基應(yīng)該以纖維素為唯一的碳源，有利于纖維素分解菌生長，同時抑制其他微生物生長．
③纖維素分解菌可以用用剛果紅染液進行鑒定，用稀釋涂布平板法接種后，剛果紅染液可以與纖維素反應(yīng)呈紅色，而纖維素分解菌的菌落周圍會出現(xiàn)透明圈．
④纖維素分解菌培養(yǎng)液中的纖維素酶產(chǎn)量需要向定量纖維素分解菌培養(yǎng)液中加入定量纖維素，定時測定葡萄糖產(chǎn)量的變化．
（2）為了使纖維素酶能反復(fù)使用，可以采用固定化酶技術(shù)．
（3）酒精發(fā)酵使用的微生物是酵母菌，發(fā)酵時酵母菌直接利用的底物是葡萄糖．
（4）與體內(nèi)DNA復(fù)制相比，PCR反應(yīng)體系需加入兩種引物、耐熱的DNA聚合酶（Taq DNA聚合酶）．
故答案為：
（1）①選擇纖維素豐富的土壤環(huán)境
②培養(yǎng)基中纖維素是主要碳源，有利于纖維素分解菌生長，同時抑制其他微生物生長．
③剛果紅　涂布平板法　透明圈
④向定量纖維素分解菌培養(yǎng)液中加入定量纖維素，定時測定葡萄糖產(chǎn)量的變化．
（2）固定化酶
（3）葡萄糖（或纖維素酶解產(chǎn)物）
（4）兩種引物、耐熱的DNA聚合酶（Taq DNA聚合酶）（2分）

點評：本題主要考查纖維素分解菌的篩選與培養(yǎng)，意在強化學(xué)生對相關(guān)知識點的識記與理解．