Question

由于石油價格的不斷上漲，替代化石燃料的產品如燃料酒精、生物柴油、沼氣等開發備受世界關注，有人想利用玉米秸稈生產燃料酒精，其大致流程如圖所示：

（1）玉米秸稈預處理后，應該選用

 

酶進行水解，使之轉化為發酵所需的葡萄糖．
（2）分離這種水解酶的野生菌株一般從土壤中篩選，所需要的培養基為

 

培養基，但現有野生菌株對玉米秸稈的轉化效率低，某同學嘗試對其進行改造，以獲得高效菌株．
實驗步驟：
①配置

 

（固體、半固體、液體）培養基，該培養基的碳源應為

 

．
②將野生菌株接入已經

 

法滅菌的培養基平板上．
③立即用適當劑量的紫外線照射，其目的是對野生菌株進行

 

．
④菌落形成后，加入

 

染料，觀察菌落周圍培養基的顏色變化和變化范圍的大小．周圍出現

 

（現象）的菌落即為初選菌落．
⑤分離、純化菌種時為得到單菌落，常用

 

和

 

接種方法．
（3）發酵階段需要的菌種是

 

，生產酒精必要控制的條件是

 

．
（4）生產的酒精易揮發但又可溶于水，宜選用

 

方法從酵母菌的代謝產物中提取．

Answer 1

考點：土壤中能分解纖維素的微生物及其應用價值

專題：

分析：（1）玉米秸稈的主要成分是纖維素，所以用纖維素酶進行分解處理．
（2）選擇培養基：選擇培養基是根據不同微生物在代謝過程中所需要的營養物質和環境不同而配制的．不同微生物對某些化學藥品的抵抗力不同．利用這些特點，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基，例如從土壤中分離放線菌時，可在培養基中加入10%的酚數滴，抑制細菌和真菌的生長；根據對營養物質的特殊的需求，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
實驗步驟：
①液體培養基五固體培養基的區別：

液體培養基	不加凝固劑	工業生產
固體培養基	加凝固劑，如瓊脂	微生物的分離、鑒定、活種計數、保藏菌種

②在微生物的培養過程中應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．實驗操作的空間、操作者的衣著和手進行清潔和和消毒； b．將用于微生物培養的器皿、接種用具和培養基等進行滅菌，其中培養基的滅菌方法只能采用高壓蒸汽滅菌法；
c．為避免周圍環境中微生物污染，實驗操作應在酒精燈火焰附近進行；
d．實驗操作時應避免已經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DNA分子發生基因突變．
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形成紅色復合物，但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發生這種反應．當我們在含有纖維素的培養基中加入剛果紅時，剛果紅能與培養基中的纖維素形成紅色復合物．當纖維素被纖維素酶分解后，剛果紅-纖維素的復合物就無法形成，培養基中會出現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細胞，并在培養基表面形成單個細菌繁殖而成的子細胞群體--菌落．
（3）酵母菌是兼性厭氧菌，既能進行有氧呼吸又能進行無氧呼吸，酵母菌的無氧呼吸的產物是乙醇，需要在密閉條件下才能進行無氧呼吸．
（4）水蒸氣蒸餾法的原理是：利用水蒸氣將揮發性較強的芳香油攜帶出來．

解答： 解：（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基時以纖維素為唯一碳源的培養基，屬于選擇培養基．
實驗步驟：
①微生物的分離應該用固體培養基．
②培養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DNA分子發生基因突變．
④剛果紅可以和纖維結合形成紅色復合物，纖維素分解菌將纖維素分解以后，紅色復合物消失，會形成透明圈．
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物是乙醇，需要在密閉條件下才能進行無氧呼吸．
（4）酵母菌的代謝產物中有機物很多，由于酒精容易揮發，經過蒸餾裝置加熱以后，酒精先揮發出來，然后除去其中的水分．
答案：（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

點評：微生物的應用的題目是一類綜合性較強的題目，涉及的知識點比較多，包括微生物的培養和成分的提取，在復習的過程中注意微生物的無菌操作和微生物的分離，以及植物有效成分的提取．