题目内容
【题目】成年大熊猫是以竹子(高纤维食物)为主的珍稀动物。大熊猫对纤维素的消化主要是由肠道微生物来完成的。科研人员从大熊猫粪便中筛选出能够降解纤维素的菌株(目的菌)，并对该菌株进行鉴定和产酶条件的优化，具体流程如图1。请回答下列问题：
(1)制备牛肉膏蛋白胨培养基需经过计算→称量→溶化→________→倒平板等步骤。大熊猫粪便样品通过富集培养，可增加____________，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物。
(2)将富集培养后的大熊猫粪便混合菌液适当稀释后涂布于以________作为唯一碳源的选择培养基上，倒置放入37 ℃培养箱中培养24 h。培养完成后滴加________染色，观察培养基上是否产生________，再通过比较其大小，初步获得目的菌株。
(3)将初步获得的目的菌株通过滤纸分解实验进一步验证筛选，其是否可以作为生产菌株仍需进行菌株鉴定，菌株鉴定通常通过观察记录菌落的____________等特征进行。
(4)为确定最终获得的目的菌株的最佳产酶条件，首先选取培养基初始pH、培养温度、摇床转速以及装液量(250mL三角瓶)四个因素开展单因素实验，实验结果如图2～5所示。
①培养基pH和培养温度都会影响目的菌株产酶，主要原因是这些因素会影响________。
②摇床转速和装液量都可以影响培养液中________的含量，进而影响目的菌株产酶。
③根据以上实验结果，可初步判断目的菌株产纤维素酶的适宜条件是__________________，如要进一步确定菌株的最佳产酶条件还需要进行复合因素的实验。
【答案】灭菌 纤维素分解菌的浓度 纤维素(羧甲基纤维素钠) 刚果红 透明圈 形状、大小、隆起程度和颜色 酶活性 溶解氧 培养基初始pH为6.5，培养温度为35℃，摇床转速为125 r/min，250 mL三角瓶装液量为120 mL
【解析】
由题意、实验流程图和实验结果图可知，该题综合考查学生对微生物的实验室培养、微生物的分离与鉴定等相关知识的识记和理解能力，以及获取信息、分析问题的能力。
(1) 制备牛肉膏蛋白胨培养基的基本流程为：计算→称量→溶化→灭菌→倒平板等步骤。大熊猫粪便样品中含有降解纤维素的菌株，通过对该样品的富集培养，可增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物。
(2) 为了获得纤维素分解菌的菌种，就要人为提供有利于该微生物的生长条件，同时抑制或阻止其他微生物的生长，因此所用的选择培养基应以纤维素(羧甲基纤维素钠)作为唯一碳源，以便进行选择培养。刚果红可与纤维素形成红色复合物，但并不和纤维素水解后的纤维二糖和葡萄糖发生颜色反应。当纤维素被纤维素酶水解后，刚果红—纤维素复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。可见，为了能够初步获得目的菌株，可以在微生物培养完成后滴加刚果红进行颜色反应，根据菌落周围是否产生透明圈、以及透明圈的大小来筛选纤维素分解菌。
(3) 通过滤纸分解实验对初步获得的目的菌株进行进一步的筛选鉴定，通常通过观察记录菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等特征进行。
(4) ①酶活性受pH和温度等因素的影响。培养基的pH和培养温度对目的菌株产酶的影响是通过影响酶活性来实现的。
②摇床转速和装液量对目的菌株产酶的影响是通过影响培养液中溶解氧的含量来实现的。
③图2至图5显示，当培养基初始pH为6.5、培养温度为35℃、摇床转速为125 r/min、250mL三角瓶装液量为120 mL时滤纸酶活力最高，这些条件即为目的菌株产纤维素酶的适宜条件，如要进一步确定菌株的最佳产酶条件还需要进行复合因素的实验。
