Question

【題目】甘蔗是一種高光效的植物，目前已成為燃料酒精生產(chǎn)的重要原料。利用甘蔗生產(chǎn)燃料酒精的一般工藝流程為：甘蔗-榨汁（蔗糖）-酵母發(fā)酵—蒸餾-成品（燃料酒精）-蔗渣由微生物分解再利用。具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精發(fā)酵菌種，對(duì)野生酵母菌進(jìn)行誘變后通過篩選可以得到具有這些特性的突變菌，某同學(xué)設(shè)計(jì)了誘變及篩選過程如下：

步驟1：野生菌液體培養(yǎng)一段時(shí)間后接受紫外線照射誘變處理。

步驟2: 根據(jù)篩選要求制備以蔗糖為碳源的選擇培養(yǎng)基，加瓊脂后制成固體培養(yǎng)基。為防止培養(yǎng)皿混入其他菌影響菌落生長(zhǎng)，將培養(yǎng)皿倒置。

步驟3：將紫外線照射后的菌液涂布在固定培養(yǎng)基的表面。

步驟4：根據(jù)菌落的生長(zhǎng)情況篩選出突變菌。

（1）上述實(shí)驗(yàn)步驟的2和3中有不合理的地方，請(qǐng)指出并加以改正。

步驟2:_________________________________________________________

步驟3：__________________________________________

（2）篩選出的酵母菌與野生酵母菌相比，具有_______________________的特點(diǎn)。利用獲得的突變菌和蔗汁進(jìn)行酒精發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，除了將培養(yǎng)基滅菌、保持空間潔凈外，發(fā)酵過程中防止外來雜菌入侵可行的方法還有（列舉一種）______________________

（3）酵母菌不能分解蔗渣，因其不含有能夠分解蔗渣的____________酶。若從土壤中分離具有這種酶的微生物，所需要培養(yǎng)基中的碳源為___________，如果要生產(chǎn)這種酶，那么就將所培養(yǎng)的該種微生物進(jìn)行工業(yè)化發(fā)酵，然后將其產(chǎn)生的這種酶進(jìn)行___________。為了使酶回收和再利用，可以采取______________技術(shù)。

Answer 1

【答案】添加高濃度蔗糖（葡萄糖）并調(diào)低pH ，培養(yǎng)基需滅菌，倒置是為了防止出現(xiàn)冷凝水 稀釋 耐高糖和耐酸的特性 利用突變菌的耐酸特性，降低培養(yǎng)基的pH，達(dá)到抑菌的目的或（在培養(yǎng)基中添加一些抑制物如特殊的抗生素，達(dá)到抑菌目的） 纖維素 纖維素 分離純化 固定化

【解析】

(1)步驟2：根據(jù)題意分析，酒精發(fā)酵的理想菌種具有耐高糖和耐酸特性，則篩選該菌種的選擇培養(yǎng)基需要添加高濃度蔗糖、調(diào)低pH。固體培養(yǎng)基的平板冷卻凝固后還需要倒置，防止培養(yǎng)皿內(nèi)壁上出現(xiàn)的冷凝水污染培養(yǎng)基。步驟3：將紫外線照射后的菌液涂布在固定培養(yǎng)基的表面之前還需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)南♂尅?/span>
(2)提供高糖和酸性的篩選環(huán)境，獲得單菌落能生長(zhǎng)，代表該菌落具有耐高糖和耐酸的特性。防止雜菌污染的方法：①利用突變菌的耐酸特性，降低培養(yǎng)基的pH值，達(dá)到抑菌的目的；②利用突變菌的耐高糖特性，通過高滲環(huán)境達(dá)到抑菌目的；③保持厭氧環(huán)境，達(dá)到抑菌目的；④在培養(yǎng)基中添加一些抑制物如特殊的抗生素，達(dá)到抑菌目的。
(3)蔗渣的主要成分是纖維素，酵母菌缺乏纖維素酶，則不能分解蔗渣。如選擇培養(yǎng)基中僅以纖維素作為碳源，可分離出具有纖維素酶的微生物。微生物可以產(chǎn)生多種酶，可根據(jù)蛋白質(zhì)的不同特性的差異，經(jīng)過分離純化，獲得纖維素酶。為了使酶可以回收和再利用，可以采用固定化技術(shù)，固定化酶的優(yōu)點(diǎn)：酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；同時(shí)還可被反復(fù)利用。