Question

10．果胶酶主要用于果胶的分解，在果汁的生产等方面被广泛应用．
（1）霉菌发酵生产的果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂．某科研小组为了筛选出果胶酶的高产菌株，进行了相关实验．
第一步，取样．如果你是该小组成员，你最好从果园中的土壤或腐烂的水果中去取样分离产果胶酶的菌株．
第二步，制备培养基．筛选果胶酶高产菌株的培养基，主要营养成分有：水、果胶、硝酸钾、高碘酸（果胶的降解产物可以溶于高碘酸而在培养基上形成透明圈）等．在该配方中，硝酸钾是微生物需要的氮源和无机盐．为了便于分离纯化目的菌株，培养基中除了加入上述物质外，还必须加入琼脂．培养基灭菌采用的最适方法是高压蒸汽灭菌法．
第三步，培养及筛选．培养基上接种后，在30℃恒温箱中培养48h，挑选出周围形成透明圈最大的菌落作为生产果胶酶的菌种．从筛选出的微生物中分离撮的果胶酶通常需要检测酶的活性，以确定其应用价值．
（2）在利用筛选出的霉菌进行生产时，科研人员发现影响果胶酶生产的因素很多，并且它们之间还可能相互影响．他们首先研究了温度对酶产量的影响，实验结果如图甲，然后又分别研究了碳源、氮源浓度（各五个水平）对生产的影响，得到图乙和丙．

①科研人员在研究碳源浓度对酶产量的影响时，应设定的培养温度是30℃，如果将温度控制在5℃，将不能得到图乙所示的图象，原因是温度太低导致酶的活性过低．
②在生产中他们根据上述研究结果，将各个变量都设定为最适条件，却发现酶的产量不是最高的，要想继续探究最佳的培养条件，他们该如何进一步进行实验将各种影响因素的不同水平逐一组合，依次实验．

Answer 1

分析 （1）灭菌的方法主要有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌．灼烧灭菌适合于接种工具的灭菌，一般来说是在操作过程中金属类的接种工具．干热灭菌适合于玻璃器皿、金属工具的灭菌．高压蒸汽灭菌适合于玻璃器皿、接种工具以及培养基．特别注意培养基的灭菌只能用高压蒸汽灭菌．
（2）微生物的营养物质有5类，分别是水、无机盐、碳源、氮源及生长因子．

解答 解：（1）分解果胶酶的菌种的获取要考虑分解纤维素的菌种的获取，把知识点进行迁移，从土壤或腐烂的水果中获取．硝酸钠中含有氮元素和钠元素可以提供氮源和无机盐．纯化目的菌株，需要使用固体培养基，固体培养基中最常用的凝固剂是琼脂．培养基的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法．筛选菌株时，要挑选透明圈大的（类似于纤维素分解菌的挑选），酶最重要的指标就是酶的活性．
（2）①根据甲图可以看出，酶的最适温度是30℃，如果将温度设定在5℃，由于酶的活性很低，对反应的催化作用就弱，无法得出正确的结论．
②酶的产量不高，说明影响因素不是最佳的组合，应该将各种影响因素的不同水平逐一组合，依次实验．
故答案为：
（1）第一步，土壤或腐烂的水果
第二步，氮源和无机盐琼脂高压蒸汽灭菌法
第三步，周围形成透明圈最大酶的活性
（2）①30℃温度太低导致酶的活性过低
②将各种影响因素的不同水平逐一组合，依次实验

点评 微生物这部分内容是选修一的热点，在考查选修一的知识点的时候，为了增加考查的知识点的面，命题人往往将微生物、酶、植物有效成分的提取相关的知识点组合在一起进行考查，在复习一定要注意之间的联系．