Question

【題目】枯草芽孢桿菌盛產(chǎn)蛋白酶，后者在生物醫(yī)藥和日用化工等生產(chǎn)領(lǐng)域具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 為篩選枯草芽孢桿菌的蛋白酶高產(chǎn)株，將分別浸過(guò)不同菌株（a～e）的分泌物提取液及無(wú)菌水（f）的無(wú)菌圓紙片置于含某種高濃度蛋白質(zhì)的平板培養(yǎng)基表面；在37℃恒溫箱中放置2～3天，結(jié)果如圖1。圖2是枯草芽孢桿菌的蛋白酶和其它酶的熱穩(wěn)定性數(shù)據(jù)，即酶在不同溫度下保溫足夠長(zhǎng)的時(shí)間，再在酶活性最高的溫度下測(cè)其酶活性。請(qǐng)回答問(wèn)題：

（1）與酵母細(xì)胞相比，枯草芽孢桿菌在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別是_____ 。

（2）在培養(yǎng)包括枯草芽孢桿菌在內(nèi)的異養(yǎng)型微生物時(shí)，培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分應(yīng)包括水、_____ （選用序號(hào)組合回答：①淀粉 ②蛋白質(zhì) ③生長(zhǎng)因子 ④葡萄糖 ⑤無(wú)機(jī)鹽），培養(yǎng)枯草芽孢桿菌時(shí)，常用搖床進(jìn)行培養(yǎng)，其好處是_____ ；配制圖1培養(yǎng)基的基本步驟是_____ 。

（3）大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)首選的菌株是_____ （用字母回答）；菌株b提取物周?chē)鷽](méi)有形成明顯清晰區(qū)的可能原因是____。

（4）在該蛋白酶的工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，通常需對(duì)發(fā)酵液在60～70℃保溫一定時(shí)間，再制備酶制劑。在60～70℃保溫一定時(shí)間的作用是_____。

Answer 1

【答案】沒(méi)有細(xì)胞核（沒(méi)有核膜） ②③④⑤（或①②③⑤） 增加培養(yǎng)液中的溶氧量 使菌株與培養(yǎng)液充分接觸，有利于物質(zhì)的交換 計(jì)算→稱(chēng)量→熔解→調(diào) pH→滅菌→倒平板 a ①不能合成蛋白酶或合成的蛋白酶量不足；②合成的蛋白酶不分泌或分泌量不足；③分泌的蛋白酶活性低 大幅度降低發(fā)酵液中其他酶的活性

【解析】

微生物的營(yíng)養(yǎng)成分主要有：碳源、氮源、水和無(wú)機(jī)鹽等。大多數(shù)微生物是異養(yǎng)生物，在培養(yǎng)微生物時(shí)需要滿足其生長(zhǎng)的溫度、pH和氧氣等條件�？莶菅挎邨U菌能夠產(chǎn)生大量的蛋白酶，此酶在生物醫(yī)藥和日用化工等生產(chǎn)領(lǐng)域具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。某科研小組利用含某種高濃度蛋白質(zhì)的培養(yǎng)基，篩選枯草芽孢桿菌的蛋白酶高產(chǎn)株。培養(yǎng)基中出現(xiàn)的透明圈越大，說(shuō)明該菌分解蛋白質(zhì)的能力越強(qiáng)。

（1）酵母菌為真核生物，枯草芽孢桿菌為原核生物，故與酵母細(xì)胞相比，枯草芽孢桿菌在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別是沒(méi)有核膜包被的細(xì)胞核。

（2）由于淀粉和葡萄糖都屬于糖類(lèi)，能提供有機(jī)碳源，蛋白質(zhì)能提供氮源，所以在培養(yǎng)包括枯草芽孢桿菌在內(nèi)的異養(yǎng)型微生物時(shí)，培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分應(yīng)包括水和①淀粉、②蛋白質(zhì)、③生長(zhǎng)因子和⑤無(wú)機(jī)鹽或水和②蛋白質(zhì)、③生長(zhǎng)因子、④葡萄糖和⑤無(wú)機(jī)鹽。枯草芽孢桿菌為需氧型微生物，培養(yǎng)枯草芽孢桿菌時(shí)，常用搖床進(jìn)行培養(yǎng)，其好處是增加培養(yǎng)液中的溶氧量，使菌株與培養(yǎng)液充分接觸，有利于物質(zhì)的交換。圖1為固體培養(yǎng)基，配制圖1培養(yǎng)基的基本步驟是計(jì)算→稱(chēng)量→熔解→調(diào)pH→滅菌→倒平板。
（3）根據(jù)題意和圖1分析可知：a周?chē)�的透明圈最大，說(shuō)明分泌的蛋白酶最多，所以大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化首選的菌株是a。菌株b提取物周?chē)鷽](méi)有形成明顯清晰區(qū)的原因是：①不能合成蛋白酶或合成的蛋白酶量不足；②合成的蛋白酶不分泌或分泌量不足；③分泌的蛋白酶活性低。
（4）根據(jù)題意和圖2分析可知：在60～70℃時(shí)，其它酶的相對(duì)活性明顯比蛋白酶的相對(duì)活性低，所以保溫一定時(shí)間的作用是大幅度降低發(fā)酵液中其他酶的活性