Question

甘蔗是一種高光效的植物，單位面積產(chǎn)量很高，目前已成為燃料酒精生產(chǎn)的重要原料．與化石燃料相比，酒精燃料可以再生，而且二氧化碳排放量少，符合低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的低碳經(jīng)濟模式．
（1）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，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)篩選要求制備選擇培養(yǎng)基時要注意

 

和

 

． 加瓊脂后滅菌，制成固體培養(yǎng)基．為防止培養(yǎng)皿出現(xiàn)冷凝水影響菌落生長，需將培養(yǎng)皿

 

．
步驟3：將紫外照射后的菌液稀釋，涂布在固定培養(yǎng)基的表面．
步驟4：根據(jù)

 

篩選出突變菌．
由上述步驟篩選出的酵母菌與野生酵母菌相比，具有

 

的特點．
（2）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

 

，上述過程中通過控制

 

和

 

來保持酶的活力．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,微生物的分離和培養(yǎng),制備和應(yīng)用固相化酶

專題：

分析：要善于利用題目信息如“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”，就能找第（1）題的答案；利用酶具有專一性的特點，才能解決第（3）題．第（2）題屬于開放性題目，只要答案合理即可．

解答： 解：（1）根據(jù)題干信息“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”可知，制備培養(yǎng)基時，在基本培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上，注意添加高濃度蔗糖（葡萄糖）和調(diào)低pH值；為防止培養(yǎng)皿出現(xiàn)冷凝水影響菌落生長，需將培養(yǎng)皿倒置．最后根據(jù)酵母菌能否在選擇培養(yǎng)基上生存篩選出突變菌．由上述步驟篩選出的酵母菌是理想的酒精發(fā)酵菌種，與野生酵母菌相比，具有耐高糖和耐酸的特性的特點
（2））防止外來雜菌人侵的方法除了滅菌、保持空間潔凈外，還有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）蔗渣的主要成分為纖維素，酵母菌不能分解蔗渣，因其不含有能夠分解蔗渣的纖維素酶．若從土壤中分離具有這種酶的微生物，所需要培養(yǎng)基中的碳源為纖維素；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)生的這種酶進行分離純化，溫度和PH值會影響酶的活性，為了使酶回收和再利用，可以采取固定化技術(shù)．
故答案為：
（1）添加高濃度蔗糖（葡萄糖） 調(diào)低pH     倒置
   是否能在選擇培養(yǎng)基上生長        耐高糖和耐酸的特性
（2）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    溫度     pH    固定化

點評：本題綜合考查考生對生物技術(shù)實踐模塊中的特殊微生物的篩選及應(yīng)用、酶的應(yīng)用等內(nèi)容的掌握；理論聯(lián)系實際，針對生物學問題進行初步研究，設(shè)計實驗路線，對實驗結(jié)果和現(xiàn)象進行正確的分析與判斷，綜合運用所學知識解決實際問題的能力．