Question

果膠酶主要用于果膠的分解，在果汁的生產等方面被廣泛應用．
（1）霉菌發酵生產的果膠酶是食品加工業中使用量最大的酶制劑．某科研小組為了篩 選出果膠酶的高產菌株，進行了相關實驗．
第一步：取樣．如果你是該小組的成員，你最好從果園中的

 

中去取樣分離產果膠酶的菌株．
第二步：制備培養基．篩選果膠酶高產菌株的培養基，主要營養成分有：水、果膠、硝酸 鉀、高碘酸（果膠的降解產物可以溶于高碘酸而在培養基上形成透明圈）等．在該配方中，硝酸鉀是微生物需要的

 

．為了便于分離純化目的菌株，培養基中除了加入上述物質外，還必須加入

 

．培養基滅菌采用的最適方法是

 

法．
第三步：培養及篩選．培養基上接種后，在30⁰C恒溫箱中培養48h，挑選出

 

的菌落作為生產果膠酶的菌種．從篩選出的微生物中分離提取的果膠酶通常需要檢測

 

，以確定其應用價值．
（2）在利用篩選出的霉菌進行生產時，科研人員發現影響果膠酶生產的因素很多，并且 它們之間還可能相互影響．他們首先研究了溫度對酶產量的影響，實驗結果如圖甲，然后又 分別研究了碳源、氮源濃度（各五個水平）對生產的影響，得到圖乙和丙．
①科研人員在研究碳源濃度對酶產量的影響時，應設定的培養溫度是

 

，如果將溫度控制在5．C，能否到的圖乙所示圖象：

 

，原因是

 

．
②在生產中他們根據上述研究結果，將各個變量都設定為最適條件，卻發現酶的產量不 是最高的，要想繼續探究最佳的培養條件，他們該如何進一步進行實驗：

 

．

Answer 1

考點：果膠酶的活性測定,微生物的分離和培養

專題：

分析：（1）滅菌的方法主要有灼燒滅菌、干熱滅菌和高壓蒸汽滅菌．灼燒滅菌適合于接種工具的滅菌，一般來說是在操作過程中金屬類的接種工具．干熱滅菌適合于玻璃器皿、金屬工具的滅菌．高壓蒸汽滅菌適合于玻璃器皿、接種工具以及培養基．特別注意培養基的滅菌只能用高壓蒸汽滅菌．
（2）微生物的營養物質有5類，分別是水、無機鹽、碳源、氮源及生長因子．
（3）培養基的分類及用途

劃分標準	培養基種類	特點	用途
物理性質	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
化學成分	天然培養基	含化學成分不明確的天然物質	工業生產
	合成培養基	培養基成分明確（用化學成分已知的化學物質配成）	分類、鑒定
用途	選擇培養基	培養基中加入某種化學物質，以抑制不需要的不需要的微生物的生長，促進所需要的微生物生長	培養、分離出特定的微生物（如培養酵母菌和霉菌，可在培養基中加入青霉素；培養金黃色葡萄球菌，可在培養基中加入高濃度的食鹽）
	鑒別培養基	根據微生物的代謝特點，在培養基中加入某種指示劑或化學藥品	鑒別不同種類的微生物，如可用伊紅-美藍培養基鑒別飲用水或乳制品中是否有大腸桿菌（若有，菌落呈深紫色，并帶有金屬光澤）

（4）微生物的分離
①依據某些微生物的特殊營養需求設計培養基．例如利用以纖維素或石蠟作為唯一碳源的選擇培養基，可以從混雜的微生物群體中分離出分解纖維素或石蠟油的微生物；缺乏氮源的選擇培養基可用來分離固氮微生物；分離自養型的微生物在培養基中不加碳源即可，因為自養型的微生物能夠利用空氣中的碳源（二氧化碳）．
②在培養基中加入某種化學物質，這種化學物質沒有營養作用，對所需分離的微生物無害，但可以抑制或殺死其他微生物．例如分離金黃色葡萄球菌時，在培養基中加入7.5% NaCl，金黃色葡萄球菌可耐高濃度 NaCl，經過培養以后，能夠生長的可能就是金黃色葡萄球菌，再通過進一步鑒定加以確定；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；從細菌中分離酵母菌時，可在培養基中加入抗生素，則細菌不能生長，而酵母菌能夠生長．
（5）每一種酶都有最適的溫度，低于或高于這一最適溫度酶的活性都會下降．

解答： 解：（1）分解果膠酶的菌種的獲取要考慮分解纖維素的菌種的獲取，把知識點進行遷移，從土壤或腐爛的水果中獲取．硝酸鈉中含有氮元素和鈉元素可以提供氮源和無機鹽．純化目的菌株，需要使用固體培養基，固體培養基中最常用的凝固劑是瓊脂．培養基的滅菌方法是高壓蒸汽滅菌法．篩選菌株時，要挑選透明圈大的（類似于纖維素分解菌的挑選），酶最重要的指標就是酶的活性．
（2）①根據甲圖可以看出，酶的最適溫度是30℃，如果將溫度設定在5℃，由于酶的活性很低，對反應的催化作用就弱，無法得出正確的結論．
②酶的產量不高，說明影響因素不是最佳的組合，應該將各種影響因素的不同水平逐一組合，依次實驗．
答案：（1）第一步：土壤或腐爛的水果
第二步：氮源和無機鹽   瓊脂    高壓蒸汽滅菌
第三步：周圍形成透明圈最大     酶的活性
（2）①30℃不能    溫度太低導致酶的活性過低
②將各種影響因素的不同水平逐一組合，依次實驗（注：不答逐一組合，只答組合給1分）

點評：微生物這部分內容是選修一的熱點，在考查選修一的知識點的時候，為了增加考查的知識點的面，命題人往往將微生物、酶、植物有效成分的提取相關的知識點組合在一起進行考查，在復習一定要注意之間的聯系．