Question

生物乙醇是以生物为原料生产的可再生能源．我国利用农作物废弃物（秸秆）生产乙醇，其技术流程为：纤维素酶解→酵母发酵→蒸馏→成品．
（1）纤维素酶的成本能否下降，是能否实现乙醇工业化生产的关键因素．纤维素酶可以从能分解纤维素的细菌培养液中提取．某同学设计了如下分离土壤中纤维素分解菌的实验流程：土壤取样→选择培养→梯度稀释→鉴别培养．
①最好选择怎样的环境采集土样？

 

②以下是一种培养基配方：纤维素粉5g、NaNO₃ 1g、Na₂HPO₄?7H₂O 1.2g、KH₂PO₄ 0.9g、MgSO₄?7H₂O 0.5g、KCl 0.5g、酵母膏0.5g、水解酪素0.5g（蒸馏水定容到1000mL）．该培养基能够增加样品中纤维素分解菌的浓度，其原理是

 

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③为了鉴别纤维素分解菌和进一步纯化菌种，可以在鉴别培养基上加入

 

染液，将筛选获得的菌液稀释后用

 

方法接种到鉴别培养基上，然后挑选产生

 

的菌落作为菌种进行扩大培养．
④纤维素分解菌培养液中的纤维素酶产量如何呢？请设计实验进行检测．

 

（2）进行工业化酶解时，为了使纤维素酶能反复使用，可以采用 技术．
（3）乙醇是酵母菌的发酵产物．发酵时酵母菌直接利用的物质是

 

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（4）发酵时乙醇浓度升高会对酵母菌产生毒性，从而影响进一步的发酵．科学家利用基因工程方法创造出一种对乙醇浓度有高耐受力的酵母菌新菌种，该过程需采用PCR技术扩增目的基因．与体内DNA复制相比，PCR反应体系需加入哪两种特别的物质？

 

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Answer 1

考点：土壤中能分解纤维素的微生物及其应用价值

专题：

分析：从土壤中分离微生物的一般步骤是：土壤取样、选择培养、梯度稀释、涂布培养和筛选菌株．从土壤中筛选纤维素分解菌应该使用以纤维素为唯一碳源的选择培养基，用刚果红染液进行鉴定．纤维素分解菌培养液中的纤维素酶产量需要进行发酵产纤维素酶分解菌葡萄糖的实验进行测定．酒精发酵使用的微生物是酵母菌．

解答： 解：（1）①选择纤维素丰富的土壤环境中含有较多的纤维素分解菌．
②筛选纤维素分解菌的培养基应该以纤维素为唯一的碳源，有利于纤维素分解菌生长，同时抑制其他微生物生长．
③纤维素分解菌可以用用刚果红染液进行鉴定，用稀释涂布平板法接种后，刚果红染液可以与纤维素反应呈红色，而纤维素分解菌的菌落周围会出现透明圈．
④纤维素分解菌培养液中的纤维素酶产量需要向定量纤维素分解菌培养液中加入定量纤维素，定时测定葡萄糖产量的变化．
（2）为了使纤维素酶能反复使用，可以采用固定化酶技术．
（3）酒精发酵使用的微生物是酵母菌，发酵时酵母菌直接利用的底物是葡萄糖．
（4）与体内DNA复制相比，PCR反应体系需加入两种引物、耐热的DNA聚合酶（Taq DNA聚合酶）．
故答案为：
（1）①选择纤维素丰富的土壤环境
②培养基中纤维素是主要碳源，有利于纤维素分解菌生长，同时抑制其他微生物生长．
③刚果红　涂布平板法　透明圈
④向定量纤维素分解菌培养液中加入定量纤维素，定时测定葡萄糖产量的变化．
（2）固定化酶
（3）葡萄糖（或纤维素酶解产物）
（4）两种引物、耐热的DNA聚合酶（Taq DNA聚合酶）（2分）

点评：本题主要考查纤维素分解菌的筛选与培养，意在强化学生对相关知识点的识记与理解．