Question

【题目】土壤中含有大量分解纤维素的细菌和真菌，科研人员从土壤中筛选高效分解纤维素的真菌，以便用于生产实践。请分析回答下列问题：

（1）纤维素分解菌在细胞_______ (填“内”或“外”)将纤维素分解为葡萄糖。纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种组分，即_______。

（2）利用刚果红染色法可以筛选出纤维素分解菌，一般选择_______较大的菌落。该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。结果发现：振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是：振荡培养能_______（答两点）。

（3）为了解纤维素酶的结构特点，需从细胞中将其提取出来，提取时常用_______法进行粗分离后再进行提纯，在纯度鉴定时，采用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳来鉴定提取得到纤维素酶的纯度。电泳时加入SDS的作用是_______。

Answer 1

【答案】外 C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶 透明圈 提高培养液中溶解氧的含量，可使菌体与培养液充分接触，提高营养物质的利用率 透析 掩盖不同种蛋白质间的电荷差别，使电泳迁移率只取决于分子大小这一因素

【解析】

（1）分解纤维素的微生物的分离实验原理：①土壤中含有大量分解纤维素的细菌和真菌，它们可以产生纤维素酶。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。前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。在以纤维素为唯一碳源的培养基中，纤维素分解菌能很好地生长，其他微生物则不能生长。②在培养基中加入的刚果红，可与培养基中的纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，红色复合物不能形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，据此可筛选纤维素分解菌。

（2）蛋白质的提取和分离一般分为四步：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。进行粗分离可以采用透析法。在鉴定蛋白质分子时通常采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法。SDS所带负电荷的量大大超过了蛋白质分子原有的电荷的量，因而掩盖了不同蛋白质间的电荷差别，使电泳迁移率完全取决于分子的大小。

(1) 纤维素分解菌可以将自身合成的纤维素酶分泌到细胞外，在细胞外将纤维素分解为葡萄糖。纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种组分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。

(2) 刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，刚果红-纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，而且透明圈的大小与纤维素酶的量与活性有关。可见，利用刚果红染色法筛选纤维素分解菌，一般选择透明圈较大的菌落。由于振荡培养能提高培养液中溶解氧的含量，同时可使菌体与培养液充分接触，提高营养物质的利用率，所以振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。

(3) 纤维素酶的化学本质是蛋白质，对其提取时常用透析法进行粗分离后再进行提纯。电泳时加入SDS的作用是：掩盖不同种蛋白质间的电荷差别，使电泳迁移率只取决于分子大小这一因素。