Question

7．從遠古到現代，從傳統發酵到分子生物學實驗，生物技術一直與我們的生活息息相關．請運用所學知識回答下列與生物技術實踐相關的問題．

（1）在圖甲所示的兩個發酵瓶中裝入等量的葡萄汁進行果酒制作實驗，若在A裝置的通氣口補充無菌空氣，B裝置將通氣口密封，那么一段時間后，能獲得葡萄酒的是B裝置，發酵是否成功可用重鉻酸鉀對發酵產物進行檢驗確認．
（2）圖乙是胡蘿卜素提取粗品鑒定結果示意圖，該鑒定實驗的方法叫做紙層析法．從胡蘿卜中提取胡蘿卜素，常用脂溶性有機溶劑作為溶劑，原因是胡蘿卜素是脂溶性物質．
（3）在微生物學中，將只允許特定種類的微生物生長的培養基稱為選擇培養基．后期進行菌落統計時，一般選擇菌落數在30-300間的平板進行計數，但統計的菌落數往往比活菌的實際數目少．
（4）纖維素是一種由葡萄糖糖首尾相連而成的高分子化合物．土壤中某些微生物能夠分解纖維素是由于該微生物能產生纖維素酶．
（5）與微生物培養相比，植物組織培養所用的培養基常需添加的植物激素是生長素和細胞分裂素．
（6）在樣品稀釋和涂布平板步驟中，下列選項不需要的是③（填序號）．
①酒精燈  ②培養皿  ③顯微鏡  ④無菌水
（7）研究人員用篩選到的纖維素酶高產菌株J₁和J₄，在不同溫度和pH條件下進行檢測，得到發酵液中酶活性的結果見圖，推測菌株J4更適合用于牛體中人工瘤胃發酵．

Answer 1

分析 1、參與果酒制作的微生物是酵母菌，其新陳代謝類型為異養兼性厭氧型．果酒制作的原理：
（1）在有氧條件下，反應式如下：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量；             
（2）在無氧條件下，反應式如下：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2CO₂+2C₂H₅OH+能量．
2、微生物常見的接種的方法
①平板劃線法：將已經熔化的培養基倒入培養皿制成平板，接種，劃線，在恒溫箱里培養．在線的開始部分，微生物往往連在一起生長，隨著線的延伸，菌數逐漸減少，最后可能形成單個菌落．
②稀釋涂布平板法：將待分離的菌液經過大量稀釋后，均勻涂布在培養皿表面，經培養后可形成單個菌落．
3、植物芳香油的提取方法：蒸餾法、壓榨法和萃取等．
（1）蒸餾法：芳香油具有揮發性．把含有芳香油的花、葉等放入水中加熱，水蒸氣能將揮發性較強的芳香油攜帶出來，形成油水混合物；冷卻后，油水混合物又會重新分成油層和水層，除去水層便得到芳香油，這種提取方法叫蒸餾法．
根據蒸餾過程中原料放置的位置的標準，將水蒸氣蒸餾法劃分為水中蒸餾、水上蒸餾和水氣蒸餾．
（2）萃取法：這種方法需要將新鮮的香花等植物材料浸泡在乙醚、石油醚等低沸點的有機溶劑中，是芳香油充分溶解，然后蒸去低沸點的溶劑，剩下的就是芳香油．
（3）壓榨法：在橘子、檸檬、甜橙等植物的果皮中，芳香油的含量較多，可以用機械壓力直接榨出，這種提取方法叫壓榨法．

解答 解：（1）酵母菌通過無氧呼吸將葡萄糖分解為酒精，而A裝置通入空氣會抑制酵母菌的無氧呼吸，不能產生酒精，B裝置沒有空氣，酵母菌可進行無氧呼吸產生酒精．酵母菌無氧呼吸產生的酒精可用酸性重鉻酸鉀來檢測，溶液的顏色由橙色變成灰綠色．
（2）胡蘿卜素提取粗品鑒定時采用紙層析法．胡蘿卜素為橘黃色結晶，胡蘿卜素是脂溶性物質，易溶于石油醚等脂溶性有機溶劑，可以使用石油醚作為萃取劑．
（3）選擇培養基是指在微生物學中，將允許特定種類的微生物生長，同時抑制或阻止其他種類微生物生長的培養基．后期進行菌落統計時，一般選擇菌落數在30-300間的平板進行計數，但由于多個細菌也可形成一個菌落，因此統計的菌落數往往比活菌的實際數目少．
（4）土壤中某些微生物能夠分解纖維素是由于該微生物能產生纖維素酶．
（5）與微生物培養相比，植物組織培養的培養基常需添加植物激素，主要有生長素和細胞分裂素．
（6）在樣品稀釋和涂布平板步驟中，需要用到是酒精燈、培養皿和無菌水，不需要的是顯微鏡．
（7）由于胃部PH值較低，根據題意和圖示分析可知，發酵過程會產熱和產酸，J4菌株在較高溫度和酸性環境下酶的活性更高，所以推測菌株J4更適合用于人工瘤胃發酵．
故答案為：
（1）B   重鉻酸鉀   　
（2）紙層析法    脂溶性有機溶劑     胡蘿卜素是脂溶性物質
（3）選擇    30-300       少
（4）纖維素酶
（5）生長素和細胞分裂素
（6）③
（7）J4

點評 本題主要考查從生物材料中提取某些特定的成分、利用微生物發酵來生產特定的產物以及微生物的分離培養，意在考查能否掌握相關的操作技能的實驗能力．