Question

【题目】地球上的植物每年产生纤维素超过70亿吨，其中40%-60%能被土壤中的某些微生物分解利用。工业生产中可利用纤维素分解菌将纤维素分解，随后接种酵母菌转化成新的能源物质一一乙醇，进一步利用接种醋酸杆菌产生醋酸，食用醋的主要成分。工业生产这两种成分的基本工艺流程如图所示。请回答：

(l)在发酵罐I内，纤维素分解菌能够分泌纤维素酶，该酶可将纤维素分解为葡萄糖。纤维素酶是由三种复合酶组成，其中____酶可将纤维糖分解为葡萄糖。

(2)在过程②筛选纤维素分解菌时，常常采用平板划线法和____法进行纯化。两种方法的共同点是____，用来筛选纤维素分解菌的培养基中含有Na2HPO4和KH2PO4，其作用有_______。（答出两点）

(3)发酵罐II内的发酵温度应为_________________，发酵一定时间后，观察到发酵罐内液而不再有____，说明发酵基本完毕。发酵罐II内和发酵罐III内除了严格控制温度、PH外，发酵罐Ⅲ内还需要提供____。

(4)若II罐中的酒全部流经III罐制成醋，III罐中CO2的产生量是____。

A．甲罐的两倍 B．与甲罐的相等 C．甲罐的一半 D．几乎为零

Answer 1

【答案】葡萄糖苷酶 稀释涂布平板法 把聚集在一起的细菌分散成单个，培养后得到单个菌落 为细菌生长提供无机营养，作为缓冲剂维持细胞生长过程中的PH稳定 18-25℃ 气泡产生 氧气 D

【解析】

1、分解纤维素的微生物的分离

(1)纤维素酶

①组成：纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。

②作用

纤维素纤维二糖葡萄糖

(2)纤维素分解菌的筛选

①原理

　　　　　　　　纤维素分解菌

　　　　　　　　　　　↓

→红色复合物红色消失，出现透明圈

②筛选方法：刚果红染色法，即通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

③培养基：以纤维素为唯一碳源的选择培养基。

2、果酒和果醋的制作原理与发酵条件

	果酒制作	果醋制作
菌种	酵母菌	醋酸菌
菌种 来源	附着在葡萄皮上的野生型酵母菌	变酸酒表面的菌膜
发酵过程	有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O；无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：C6H12O62C2H5OH＋2CO2	氧气、糖源充足时： C6H12O6＋2O22CH3COOH＋2CO2＋2H2O； 缺少糖源、氧气充足时： C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O
温度	一般酒精发酵18～25 ℃，繁殖最适为20 ℃左右	最适为30～35 ℃
气体	前期：需氧，后期：无氧	需要充足的氧气
时间	10～12天	7～8天

3、两种纯化细菌方法的比较

项目	优点	缺点
平板划线法	可以观察菌落特征，对混合菌进行分离	不能计数
稀释涂布平板法	可以计数，可以观察菌落特征	吸收量较少，较麻烦，平板不干燥效果不好，容易蔓延

4、题图分析：植物秸秆中富含纤维素，经过预处理后和经过筛选得到的纤维素分解菌在发酵罐Ⅰ中发发酵，纤维素分解菌分泌纤维素酶，在纤维素酶的作用下，植物秸秆中的纤维素最终分解成葡萄糖，葡萄糖在发酵罐Ⅱ经过酵母菌的发酵产生乙醇，乙醇在发酵罐Ⅲ中被醋酸杆菌氧化成醋酸。

(l)在发酵罐I内，纤维素分解菌能够分泌纤维素酶，该酶可将纤维素分解为葡萄糖。纤维素酶是由三种复合酶组成，其中葡萄糖苷酶可将纤维糖分解为葡萄糖。

(2)在过程②筛选纤维素分解菌时，常常采用平板划线法和稀释涂布平板法进行纯化。两种方法的共同点是把聚集在一起的细菌分散成单个，培养后得到单个菌落，用来筛选纤维素分解菌的培养基中含有Na2HPO4和KH2PO4（这些都是无机盐，又是磷酸一氢盐和磷酸二氢盐），其作用有为细菌生长提供无机营养，作为缓冲剂维持细胞生长过程中的pH稳定。

(3）发酵罐II内的发酵温度应为18-25℃ ，发酵一定时间后，观察到发酵罐内液而不再有气泡产生，说明发酵基本完毕。发酵罐II内和发酵罐III内除了严格控制温度、PH外，发酵罐Ⅲ内还需要提供氧气。

(4)若II罐中的酒全部流经III罐制成醋，酒精氧化成醋酸是利用醋酸杆菌有氧呼吸得到的，但这一过程不产生CO2，因此III罐中CO2的产生量几乎为零，所以选D。