Question

【生物-選修模塊1：生物技術(shù)實(shí)踐】
利用微生物分解秸稈具有非常廣泛的應(yīng)用前景．如生物乙醇等“綠色能源”的開發(fā)備受世界關(guān)注，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(shí)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(xì)菌培養(yǎng)液中提取．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下分離土壤中纖維素分解菌的實(shí)驗(yàn)流程：土壤取樣→選擇培養(yǎng)→梯度稀釋→鑒別培養(yǎng)．
①培養(yǎng)纖維素酶分解菌的土樣最好選擇

 

環(huán)境采集．
②以下是一種培養(yǎng)基配方：纖維素5g、NaNO₃1g、Na₂HPO₄?7H₂0 1.2g、KH₂PO₄0.9g、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

 

．
③為了鑒別纖維素分解菌和進(jìn)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(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)．
（2）進(jìn)行工業(yè)化酶解時(shí)，為了使纖維素酶能反復(fù)使用，可以采用

 

技術(shù)．在葡萄酒制作過程中，為了提高葡萄酒的品質(zhì)和降低生產(chǎn)成本，許多廠家使用固定化酵母細(xì)胞，制備固定化酵母細(xì)胞多采用

 

法．
（3）發(fā)酵時(shí)乙醇濃度升高會對酵母菌產(chǎn)生毒性，從而影響進(jìn)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(kuò)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)？

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：土壤中能分解纖維素的微生物及其應(yīng)用價(jià)值,酒酵母制酒及乙酸菌由酒制醋

專題：

分析：用植物秸稈生產(chǎn)酒精是利用微生物進(jìn)行發(fā)酵的過程．植物秸稈中的有機(jī)物主要是纖維素，需要纖維素酶才能將其水解成葡萄糖，生長在腐木上的霉菌及反芻動(dòng)物瘤胃中生存的某些微生物中含有纖維素酶，若從土壤中分離產(chǎn)生這種酶的微生物，所用的培養(yǎng)基為選擇培養(yǎng)基，利用的碳源為纖維素．發(fā)酵階段需要的菌種是酵母菌，生產(chǎn)酒精時(shí)要控制的必要條件是無氧（密封、密閉）．

解答： 解：（1）①富含纖維素的地方纖維素分解菌含量較多．
②該培養(yǎng)基是以纖維素為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基，其原理是培養(yǎng)基中纖維素是主要碳源，有利于纖維素分解菌生長，同時(shí)抑制其他微生物生長．
③纖維素分解菌可以用剛果紅染液進(jìn)行鑒別，剛果紅可以與纖維素結(jié)合形成紅色復(fù)合物，經(jīng)稀釋涂布平板法接種后的培養(yǎng)皿上纖維素分解菌產(chǎn)生的纖維素酶可以將纖維素分解為葡萄糖而出現(xiàn)透明圈．
（2）進(jìn)行工業(yè)化酶解時(shí)，為了使纖維素酶能反復(fù)使用，可以采用固定化酶技術(shù)．固定化酵母細(xì)胞常采用包埋法．
（3）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富含纖維素    
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(shí)抑制其他微生物生長   
③剛果紅    涂布平板法    透明圈  
（2）固定化酶    包埋  
（3）兩種引物、耐熱的DNA聚合酶（Taq DNA聚合酶）

點(diǎn)評：本題主要考查纖維素分解菌的篩選過程，意在強(qiáng)化學(xué)生對微生物篩選與分離的理解運(yùn)用．