Question

分析有關(guān)科學(xué)探究的資料，回答下列問題
甘蔗是一種高光效的植物，目前已成為燃料酒精生產(chǎn)的重要原料．利用甘蔗生產(chǎn)燃料酒精的一般工藝流程為：甘蔗-榨汁（蔗糖）-酵母發(fā)酵-蒸餾-成品（燃料酒精）-蔗渣由微生物分解再利用．具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精發(fā)酵菌種，對野生酵母菌進行誘變后通過篩選可以得到具有這些特性的突變菌，某同學(xué)設(shè)計了誘變及篩選過程如下：
步驟1：野生菌液體培養(yǎng)一段時間后接受紫外線照射誘變處理．
步驟2：根據(jù)篩選要求制備以蔗糖為碳源的選擇培養(yǎng)基，加瓊脂后制成固體培養(yǎng)基．為防止培養(yǎng)皿混入其他菌影響菌落生長，將培養(yǎng)皿倒置．
步驟3：將紫外線照射后的菌液涂布在固定培養(yǎng)基的表面．
步驟4：根據(jù)菌落的生長情況篩選出突變菌．
（1）上述實驗步驟的2和3中有不合理的地方，請指出并加以改正．
步驟2：

 

步驟3：

 

（2）篩選出的酵母菌與野生酵母菌相比，具有

 

的特點．利用獲得的突變菌和蔗汁進行酒精發(fā)酵實驗，除了將培養(yǎng)基滅菌、保持空間潔凈外，發(fā)酵過程中防止外來雜菌入侵可行的方法還有（列舉一種）

 

（3）酵母菌不能分解蔗渣，因其不含有能夠分解蔗渣的

 

酶．若從土壤中分離具有這種酶的微生物，所需要培養(yǎng)基中的碳源為

 

，如果要生產(chǎn)這種酶，那么就將所培養(yǎng)的該種微生物進行工業(yè)化發(fā)酵，然后將其產(chǎn)生的這種酶進行

 

．為了使酶回收和再利用，可以采取

 

技術(shù)．

Answer 1

考點：利用微生物進行發(fā)酵來生產(chǎn)特定的產(chǎn)物

專題：

分析：制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基的方法：計算、稱量、溶化、滅菌、倒平板，其中倒平板的目的是防止培養(yǎng)皿內(nèi)壁上出現(xiàn)的冷凝水，污染培養(yǎng)基．常用的接種方法有稀釋涂布平板法和平板劃線法．本題的目的是篩選和培養(yǎng)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌進行酒精發(fā)酵．

解答： 解：（1）步驟2：根據(jù)題意分析，酒精發(fā)酵的理想菌種具有耐高糖和耐酸特性，則篩選該菌種的選擇培養(yǎng)基需要添加高濃度蔗糖、調(diào)低pH．固體培養(yǎng)基的平板冷卻凝固后還需要倒置，防止培養(yǎng)皿內(nèi)壁上出現(xiàn)的冷凝水污染培養(yǎng)基．步驟3：將紫外線照射后的菌液涂布在固定培養(yǎng)基的表面之前還需要進行適當(dāng)?shù)南♂專?br />（2）提供高糖和酸性的篩選環(huán)境，獲得單菌落能生長，代表該菌落具有耐高糖和耐酸的特性．防止雜菌污染的方法：①利用突變菌的耐酸特性，降低培養(yǎng)基的pH值，達到抑菌的目的；②利用突變菌的耐高糖特性，通過高滲環(huán)境達到抑菌目的；③保持厭氧環(huán)境，達到抑菌目的；④在培養(yǎng)基中添加一些抑制物如特殊的抗生素，達到抑菌目的．
（3）蔗渣的主要成分是纖維素，酵母菌缺乏纖維素酶，則不能分解蔗渣．如選擇培養(yǎng)基中僅以纖維素作為碳源，可分離出具有纖維素酶的微生物．微生物可以產(chǎn)生多種酶，可根據(jù)蛋白質(zhì)的不同特性的差異，經(jīng)過分離純化，獲得纖維素酶．為了使酶可以回收和再利用，可以采用固定化技術(shù)，固定化酶的優(yōu)點：酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；同時還可被反復(fù)利用．
故答案為：
（1）添加高濃度蔗糖（葡萄糖）并調(diào)低pH，培養(yǎng)基需滅菌，倒置是為了防止出現(xiàn)冷凝水   稀釋
（2）耐高糖和耐酸的特性      ①利用突變菌的耐酸特性，降低培養(yǎng)基的pH，達到抑菌的目的      ②在培養(yǎng)基中添加一些抑制物如特殊的抗生素，達到抑菌目的
（3）纖維素    纖維素    分離純化     固定化

點評：本題“甘蔗”為素材，綜合考查微生物的培養(yǎng)和分離、蛋白質(zhì)的分離、酶的固定化等相關(guān)知識，要求考生識記微生物的培養(yǎng)和分離的內(nèi)容，掌握無菌技術(shù)，能根據(jù)題干要求“耐高糖和耐酸特性的酵母菌”對實驗步驟進行簡單的評價；此外還要求考生識記蛋白質(zhì)的分離和酶的固定化等內(nèi)容．