Question

氫氣是一種清潔能源，可由產(chǎn)氫菌群無氧發(fā)酵產(chǎn)生．科研人員從厭氧活性污泥中獲得產(chǎn)氫菌群，并利用硫酸纖維素鈉和聚二甲基二烯丙基氯化銨能形成中空微膠囊的特性將其固定化．在此基礎(chǔ)上比較固定化產(chǎn)氫菌和游離產(chǎn)氫菌的菌體濃度隨時(shí)間的變化、不同溫度下條件下氫氣產(chǎn)率的變化，結(jié)果如圖．請(qǐng)分析回答：

 （1）由圖1可知，與游離的產(chǎn)氫菌相比，固定化的產(chǎn)氫菌培養(yǎng)后菌體濃度增加較快，其主要原因是

 

．
（2）由圖2可知，固定化產(chǎn)氫菌生產(chǎn)氫氣的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在

 

、

 

．
（3）實(shí)驗(yàn)中使用的發(fā)酵培養(yǎng)液成分如下表：

培養(yǎng)液成分	葡萄糖	蛋白胨	牛肉膏	酵母汁	NaCl	K2HPO4	半胱氨酸	微量元素
含量（g/L）	20	4	2	1	2	1.5	0.5	適量

其中為產(chǎn)氫菌群提供氮源的成分有

 

．僅能提供碳源的是

 

；該培養(yǎng)基屬于

 

培養(yǎng)基．配制時(shí)，培養(yǎng)基滅菌與調(diào)pH的先后順序是

 

．
（4）在生產(chǎn)實(shí)踐中，為了充分發(fā)揮固定化產(chǎn)氫菌的優(yōu)勢(shì)，除了探究固定化產(chǎn)氫菌發(fā)酵所需的適宜條件外，還需探究

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：微生物的分離和培養(yǎng),制備和應(yīng)用固相化酶

專題：

分析：固定化技術(shù)包括包埋法、物理吸附法和化學(xué)結(jié)合法（交聯(lián)法），由于細(xì)胞相對(duì)于酶來說更大，難以被吸附或結(jié)合，因此多采用包埋法．固定化細(xì)胞既能與反應(yīng)物接觸，又能與反應(yīng)物分離，還可以重復(fù)利用．
培養(yǎng)基一般含有水、碳源、氮源和無機(jī)鹽．

解答： 解：（1）由圖1可知，固定化的產(chǎn)氫菌培養(yǎng)后菌體濃度增加較快，主要原因是微膠囊是中空的，有利于形成無氧的環(huán)境，便于產(chǎn)氫菌的生長繁殖．
（2）由圖2可知，固定化產(chǎn)氫菌生產(chǎn)氫氣的優(yōu)勢(shì)是氫氣產(chǎn)率高、對(duì)溫度變化適應(yīng)性更強(qiáng)．
（3）蛋白胨、牛肉膏、酵母汁中含有蛋白質(zhì)，半胱氨酸是蛋白質(zhì)的基本單位之一，元素組成為C、H、O、N，則能提供氮源．葡萄糖是由C、H、O三種元素組成，所以僅能提供碳源，培養(yǎng)基配制時(shí)，培養(yǎng)基滅菌方法是高壓蒸汽滅菌，而且先調(diào)PH，后滅菌，防止雜菌污染．
（4）為了充分發(fā)揮固定化產(chǎn)氫菌的優(yōu)勢(shì)，需要探究固定化產(chǎn)氫菌發(fā)酵所需的適宜條件，還需探究固定化產(chǎn)氫菌可重復(fù)使用的次數(shù)．
故答案為：
（1）微膠囊有利于形成無氧的環(huán)境，便于產(chǎn)氫菌的生長繁殖
（2）氫氣產(chǎn)率高   對(duì)溫度變化適應(yīng)性更強(qiáng)
（3）蛋白胨、牛肉膏、酵母汁、半胱氨酸     葡萄糖   先調(diào)PH，后滅菌
（4）固定化產(chǎn)氫菌可重復(fù)使用的次數(shù)

點(diǎn)評(píng)：本題以產(chǎn)氫菌為素材，考查固定化細(xì)胞、培養(yǎng)基、滅菌等相關(guān)知識(shí)，考查學(xué)生的分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和圖文信息轉(zhuǎn)換能力，從課外材料中獲取相關(guān)的生物學(xué)信息，并能運(yùn)用這些信息，結(jié)合所學(xué)知識(shí)解決相關(guān)的生物學(xué)問題．