Question

分析有關科學探究的資料，回答下列問題
甘蔗是一種高光效的植物，目前已成為燃料酒精生產的重要原料．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，某同學設計了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：根據篩選要求制備以蔗糖為碳源的選擇培養基，加瓊脂后制成固體培養基．為防止培養皿混入其他菌影響菌落生長，將培養皿倒置．
步驟3：將紫外線照射后的菌液涂布在固定培養基的表面．
步驟4：根據菌落的生長情況篩選出突變菌．
（1）上述實驗步驟的2和3中有不合理的地方，請指出并加以改正．
步驟2：

 

步驟3：

 

（2）篩選出的酵母菌與野生酵母菌相比，具有

 

的特點．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

 

．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

專題：

分析：制備牛肉膏蛋白胨固體培養基的方法：計算、稱量、溶化、滅菌、倒平板，其中倒平板的目的是防止培養皿內壁上出現的冷凝水，污染培養基．常用的接種方法有稀釋涂布平板法和平板劃線法．本題的目的是篩選和培養具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌進行酒精發酵．

解答： 解：（1）步驟2：根據題意分析，酒精發酵的理想菌種具有耐高糖和耐酸特性，則篩選該菌種的選擇培養基需要添加高濃度蔗糖、調低pH．固體培養基的平板冷卻凝固后還需要倒置，防止培養皿內壁上出現的冷凝水污染培養基．步驟3：將紫外線照射后的菌液涂布在固定培養基的表面之前還需要進行適當的稀釋．
（2）提供高糖和酸性的篩選環境，獲得單菌落能生長，代表該菌落具有耐高糖和耐酸的特性．防止雜菌污染的方法：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）蔗渣的主要成分是纖維素，酵母菌缺乏纖維素酶，則不能分解蔗渣．如選擇培養基中僅以纖維素作為碳源，可分離出具有纖維素酶的微生物．微生物可以產生多種酶，可根據蛋白質的不同特性的差異，經過分離純化，獲得纖維素酶．為了使酶可以回收和再利用，可以采用固定化技術，固定化酶的優點：酶既能與反應物接觸，又能與產物分離；同時還可被反復利用．
故答案為：
（1）添加高濃度蔗糖（葡萄糖）并調低pH，培養基需滅菌，倒置是為了防止出現冷凝水   稀釋
（2）耐高糖和耐酸的特性      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     固定化

點評：本題“甘蔗”為素材，綜合考查微生物的培養和分離、蛋白質的分離、酶的固定化等相關知識，要求考生識記微生物的培養和分離的內容，掌握無菌技術，能根據題干要求“耐高糖和耐酸特性的酵母菌”對實驗步驟進行簡單的評價；此外還要求考生識記蛋白質的分離和酶的固定化等內容．