Question

（2012?唐山三模）由于石油價(jià)格的不斷上漲，替代化石燃料的產(chǎn)品如燃料酒精、生物柴油、沼氣等開發(fā)備受世界關(guān)注，有人想利用玉米秸稈生產(chǎn)燃料酒精，其大致流程如圖所示：

（1）玉米秸稈預(yù)處理后，應(yīng)該選用 纖維素 酶進(jìn)行水解，使之轉(zhuǎn)化為發(fā)酵所需的葡萄糖．

（2）分離這種水解酶的野生菌株一般從土壤中篩選，所需要的培養(yǎng)基為 選擇 培養(yǎng)基，但現(xiàn)有野生菌株對(duì)玉米秸稈的轉(zhuǎn)化效率低，某同學(xué)嘗試對(duì)其進(jìn)行改造，以獲得高效菌株．

實(shí)驗(yàn)步驟：

①配置 固體 （固體、半固體、液體）培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基的碳源應(yīng)為 纖維素 ．

②將野生菌株接入已經(jīng) 高壓蒸汽滅菌 法滅菌的培養(yǎng)基平板上．

③立即用適當(dāng)劑量的紫外線照射，其目的是對(duì)野生菌株進(jìn)行 誘變 ．

④菌落形成后，加入 剛果紅 染料，觀察菌落周圍培養(yǎng)基的顏色變化和變化范圍的大小．周圍出現(xiàn) 透明圈范圍大 （現(xiàn)象）的菌落即為初選菌落．

⑤分離、純化菌種時(shí)為得到單菌落，常用 平板劃線 和 稀釋涂布平板 接種方法．

（3）發(fā)酵階段需要的菌種是 酵母菌 ，生產(chǎn)酒精必要控制的條件是 無氧（密封、密閉） ．

（4）生產(chǎn)的酒精易揮發(fā)但又可溶于水，宜選用 水蒸氣蒸餾 方法從酵母菌的代謝產(chǎn)物中提�。�

 

Answer 1

（1）纖維素

（2）選擇

①固體 纖維素 ②高壓蒸汽滅菌 ③誘變

④剛果紅 透明圈范圍大 ⑤平板劃線 稀釋涂布平板

（3）酵母菌 無氧（密封、密閉）

（4）水蒸氣蒸餾

【解析】

試題分析：（1）玉米秸稈的主要成分是纖維素，所以用纖維素酶進(jìn)行分解處理．

（2）選擇培養(yǎng)基：選擇培養(yǎng)基是根據(jù)不同微生物在代謝過程中所需要的營養(yǎng)物質(zhì)和環(huán)境不同而配制的．不同微生物對(duì)某些化學(xué)藥品的抵抗力不同．利用這些特點(diǎn)，我們便可配制出適于某些微生物生長而抑制其他微生物的選擇培養(yǎng)基，例如從土壤中分離放線菌時(shí)，可在培養(yǎng)基中加入10%的酚數(shù)滴，抑制細(xì)菌和真菌的生長；根據(jù)對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的特殊的需求，可以選擇不同的微生物，比如尿素分解菌的氮源是尿素，纖維素分解菌的碳源是纖維素

實(shí)驗(yàn)步驟：

①液體培養(yǎng)基五固體培養(yǎng)基的區(qū)別：

液體培養(yǎng)基 不加凝固劑 工業(yè)生產(chǎn)

固體培養(yǎng)基 加凝固劑，如瓊脂 微生物的分離、鑒定、活種計(jì)數(shù)、保藏菌種

②在微生物的培養(yǎng)過程中應(yīng)該注意無菌操作以及各種材料滅菌或消毒的方法的選擇：

a．實(shí)驗(yàn)操作的空間、操作者的衣著和手進(jìn)行清潔和和消毒； b．將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等進(jìn)行滅菌，其中培養(yǎng)基的滅菌方法只能采用高壓蒸汽滅菌法；

c．為避免周圍環(huán)境中微生物污染，實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行；

d．實(shí)驗(yàn)操作時(shí)應(yīng)避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與周圍的物品相接觸．

③紫外線的作用是誘導(dǎo)DNA分子發(fā)生基因突變．

④剛果紅染色法篩選纖維素分解菌的原理：剛果紅是一種染料，它可以與像纖維素這樣的多糖物質(zhì)形成紅色復(fù)合物，但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)．當(dāng)我們?cè)诤�有纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅時(shí)，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．這樣，我們就可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌．

⑤接種最常用的方法是平板劃線法和稀釋涂布平板法．接種的目的是使聚集在一起的微生物分散成單個(gè)細(xì)胞，并在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)細(xì)菌繁殖而成的子細(xì)胞群體﹣﹣菌落．

（3）酵母菌是兼性厭氧菌，既能進(jìn)行有氧呼吸又能進(jìn)行無氧呼吸，酵母菌的無氧呼吸的產(chǎn)物是乙醇，需要在密閉條件下才能進(jìn)行無氧呼吸．

（4）水蒸氣蒸餾法的原理是：利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的芳香油攜帶出來．

【解析】
（1）玉米秸稈的主要成分是纖維素，用纖維素酶水解纖維素．

（2）分離纖維素分解菌的培養(yǎng)基時(shí)以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基，屬于選擇培養(yǎng)基．

實(shí)驗(yàn)步驟：

①微生物的分離應(yīng)該用固體培養(yǎng)基．

②培養(yǎng)基的滅菌方法只能使用高壓蒸汽滅菌法．

③紫外線的作用是誘導(dǎo)DNA分子發(fā)生基因突變．

④剛果紅可以和纖維結(jié)合形成紅色復(fù)合物，纖維素分解菌將纖維素分解以后，紅色復(fù)合物消失，會(huì)形成透明圈．

⑤接種最常用的方法是平板劃線法和稀釋涂布平板法．

（3）酵母菌的無氧呼吸的產(chǎn)物是乙醇，需要在密閉條件下才能進(jìn)行無氧呼吸．

（4）酵母菌的代謝產(chǎn)物中有機(jī)物很多，由于酒精容易揮發(fā)，經(jīng)過蒸餾裝置加熱以后，酒精先揮發(fā)出來，然后除去其中的水分．