Question

从某地分离到能分泌纤维素酶的枯草杆菌，对此菌进行诱变，利用染色法筛选纤维素酶产量高的菌体．（染色法：染料和培养基中的纤维素发生颜色反应，当纤维素被菌体水解，培养基中会出现以菌落为中心的透明圈）
（1）实验材料：菌体悬液，紫外灯，添加

 

为碳源的选择培养基，培养皿等
（2）实验过程及结果预期：
a．将菌体悬液稀释至适当浓度，平均分成甲、乙两组．
b．甲组用

 

的紫外灯照射一定时间，乙组不做处理．
c．

 

接种至选择培养基上．
d．观察并测量

 

的直径与相应菌落直径
e．若甲组中出现了纤维素酶产量高的酶体，其形成的酶落表现为

 

比乙组相应值的平均值大．
（3）甲组中会出现纤维素酶产量不同的酶体，此现象是由于紫外线的照射改变了基因的

 

，即发生了

 

（变异类型），体现了此变异的

 

特点．
（4）枯草杆菌因没有

 

系统，其分泌纤维素酶与真核细胞蛋白质的分泌方式不同．
（5）若用液体培养上述细菌，研究其数量变化规律，绘制出该菌的生长速率曲线如图，据图描述此菌的种群数量的变化规律是

 

．

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：（1）选择培养基：选择培养基是根据不同微生物在代谢过程中所需要的营养物质和环境不同而配制的．不同微生物对某些化学药品的抵抗力不同．利用这些特点，我们便可配制出适于某些微生物生长而抑制其他微生物的选择培养基，例如从土壤中分离放线菌时，可在培养基中加入10%的酚数滴，抑制细菌和真菌的生长；根据对营养物质的特殊的需求，可以选择不同的微生物，比如尿素分解菌的氮源是尿素，纤维素分解菌的碳源是纤维素．
（2）本实验的目的是“从某地分离到能分泌纤维素酶的枯草杆菌，对此菌进行诱变，利用染色法筛选纤维素酶产量高的菌体”，所以在设计实验组的时候要对实验组的菌液进行紫外线处理，然后将处理过的菌液和未处理过的菌液进行接种．观察产生透明圈的大小．
（3）紫外线进行诱变的本质是使DNA分子结构发生改变，这种改变是不定向向，所以导致甲组中会出现纤维素酶产量不同的酶体．
（4）枯草杆菌是原核生物没有内质网、高尔基体，所以像真核生物复杂的膜系统．
（5）种群数量增长的“S”型曲线的分析：由于自然界的资源和空间是有限的，所以种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，种群数量达到环境条件所允许的最大值（K值、即环境最大容纳量）后将停止增长，有时在K值左右保持相对稳定，但是对于微生物的培养又有所不同，因为微生物的培养一般是封闭的，当营养物质耗尽的时候，这时候菌的数量会大量的死亡．

解答： 解：（1）分离纤维素分解菌的培养基是以纤维素为唯一碳源的培养基．
（2）甲组属于实验组，用适当剂量的紫外线处理：唯一的变量就是否用紫外线处理，其他的都是无关变量，应该保持一致，比如两组中菌液的用量就应该相同；观察的标准就是看透明圈的大小，透明圈大说明纤维素酶的产量高．
（3）紫外线进行诱变的本质是使DNA分子结构发生改变，这种改变是不定向向，所以导致甲组中会出现纤维素酶产量不同的酶体．
（4）枯草杆菌是原核生物没有内质网、高尔基体，所以像真核生物复杂的膜系统．
（5）由于资源是有限的，所以菌的数量按“S”型增长曲线，但是当营养物质耗尽以后，菌的数量也会下降．
答案：（1）纤维素
（2）b．适当剂量（强度）          c．将等量甲乙两组菌液
d．透明圈                  e．透明圈的直径与相应菌落直径比值
（3）结构（或碱基排列顺序）        基因突变     不定向
（4）生物膜
（5）先S型增长后下降（首先平稳随后增加再平稳之后下降）

点评：从宏观来看，微生物的生长也是符合种群的特点，当条件不同时，种群增长曲线符合“S”或“J”型增长曲线，但是微生物的生长又有不同的地方，当在一个封闭的系统的，营养物质不能更新的时候，微生物就会大量的死亡，所以在生产的过程中，一般使用液态的培养基进行培养微生物，目的就是及时更新培养基中的营养物质．