Question

甘蔗是一種高光效的植物，單位面積產量很高，目前已成為燃料酒精生產的重要原料．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、低排放為基礎的低碳經濟模式．
（1）利用甘蔗生產燃料酒精的一般工藝流程為：甘蔗-榨汁（蔗糖）-酵母發酵-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：野生菌液體培養一段時間后接受紫外線照射誘變處理．
步驟2：根據篩選要求制備選擇培養基時要注意

 

和

 

． 加瓊脂后滅菌，制成固體培養基．為防止培養皿出現冷凝水影響菌落生長，需將培養皿

 

．
步驟3：將紫外照射后的菌液稀釋，涂布在固定培養基的表面．
步驟4：根據

 

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酵實驗，除了將培養基滅菌、保持空間潔凈外，發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，所需要培養基中的碳源為

 

，如果要生產這種酶，那么就將所培養的該種微生物進行工業化發酵，然后將其產生的這種酶進行

 

，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．

Answer 1

考點：利用微生物進行發酵來生產特定的產物,微生物的分離和培養,制備和應用固相化酶

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酵菌種”可知，制備培養基時，在基本培養基的基礎上，注意添加高濃度蔗糖（葡萄糖）和調低pH值；為防止培養皿出現冷凝水影響菌落生長，需將培養皿倒置．最后根據酵母菌能否在選擇培養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，通過高滲環境達到抑菌目的；③保持厭氧環境，達到抑菌目的；④在培養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，所需要培養基中的碳源為纖維素；如果要生產這種酶，那么就將所培養的該種微生物進行工業化發酵，然后將其產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．
故答案為：
（1）添加高濃度蔗糖（葡萄糖） 調低pH     倒置
   是否能在選擇培養基上生長        耐高糖和耐酸的特性
（2）①利用突變菌的耐酸特性，降低培養基的pH，達到抑菌的目的
②在培養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實踐模塊中的特殊微生物的篩選及應用、酶的應用等內容的掌握；理論聯系實際，針對生物學問題進行初步研究，設計實驗路線，對實驗結果和現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．