Question

【題目】土壤中含有大量分解纖維素的細(xì)菌和真菌，科研人員從土壤中篩選高效分解纖維素的真菌，以便用于生產(chǎn)實(shí)踐。請(qǐng)分析回答下列問題：

（1）纖維素分解菌在細(xì)胞_______ (填“內(nèi)”或“外”)將纖維素分解為葡萄糖。纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括三種組分，即_______。

（2）利用剛果紅染色法可以篩選出纖維素分解菌，一般選擇_______較大的菌落。該小組將得到的菌株接種到液體培養(yǎng)基中并混勻，一部分進(jìn)行靜置培養(yǎng)，另一部分進(jìn)行振蕩培養(yǎng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：振蕩培養(yǎng)的細(xì)菌比靜置培養(yǎng)的細(xì)菌生長(zhǎng)速度快。分析其原因是：振蕩培養(yǎng)能_______（答兩點(diǎn)）。

（3）為了解纖維素酶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，需從細(xì)胞中將其提取出來，提取時(shí)常用_______法進(jìn)行粗分離后再進(jìn)行提純，在純度鑒定時(shí)，采用SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳來鑒定提取得到纖維素酶的純度。電泳時(shí)加入SDS的作用是_______。

Answer 1

【答案】外 C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶 透明圈 提高培養(yǎng)液中溶解氧的含量，可使菌體與培養(yǎng)液充分接觸，提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率 透析 掩蓋不同種蛋白質(zhì)間的電荷差別，使電泳遷移率只取決于分子大小這一因素

【解析】

（1）分解纖維素的微生物的分離實(shí)驗(yàn)原理：①土壤中含有大量分解纖維素的細(xì)菌和真菌，它們可以產(chǎn)生纖維素酶。纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少包括三種組分，即C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶。前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。在以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基中，纖維素分解菌能很好地生長(zhǎng)，其他微生物則不能生長(zhǎng)。②在培養(yǎng)基中加入的剛果紅，可與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復(fù)合物，當(dāng)纖維素被分解后，紅色復(fù)合物不能形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈，據(jù)此可篩選纖維素分解菌。

（2）蛋白質(zhì)的提取和分離一般分為四步：樣品處理、粗分離、純化和純度鑒定。進(jìn)行粗分離可以采用透析法。在鑒定蛋白質(zhì)分子時(shí)通常采用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳法。SDS所帶負(fù)電荷的量大大超過了蛋白質(zhì)分子原有的電荷的量，因而掩蓋了不同蛋白質(zhì)間的電荷差別，使電泳遷移率完全取決于分子的大小。

(1) 纖維素分解菌可以將自身合成的纖維素酶分泌到細(xì)胞外，在細(xì)胞外將纖維素分解為葡萄糖。纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括三種組分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。

(2) 剛果紅能與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復(fù)合物，當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后，剛果紅-纖維素的復(fù)合物就無法形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈，而且透明圈的大小與纖維素酶的量與活性有關(guān)。可見，利用剛果紅染色法篩選纖維素分解菌，一般選擇透明圈較大的菌落。由于振蕩培養(yǎng)能提高培養(yǎng)液中溶解氧的含量，同時(shí)可使菌體與培養(yǎng)液充分接觸，提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率，所以振蕩培養(yǎng)的細(xì)菌比靜置培養(yǎng)的細(xì)菌生長(zhǎng)速度快。

(3) 纖維素酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，對(duì)其提取時(shí)常用透析法進(jìn)行粗分離后再進(jìn)行提純。電泳時(shí)加入SDS的作用是：掩蓋不同種蛋白質(zhì)間的電荷差別，使電泳遷移率只取決于分子大小這一因素。