Question

甘蔗是一種高光效的植物，單位面積產(chǎn)量很高，目前已成為燃料酒精生產(chǎn)的重要原料．與化石燃料相比，酒精燃料可以再生，而且二氧化碳排放量少，符合低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的低碳經(jīng)濟(jì)模式．
（1）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(guò)篩選可以得到具有這些特性的突變菌，誘變及篩選過(guò)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(xiàn)照射誘變處理．
步驟2：根據(jù)篩選要求制備選擇培養(yǎng)基時(shí)要注意

 

和

 

． 加瓊脂后滅菌，制成固體培養(yǎng)基．為防止培養(yǎng)皿出現(xiàn)冷凝水影響菌落生長(zhǎng)，需將培養(yǎng)皿

 

．
步驟3：將紫外照射后的菌液稀釋?zhuān)�涂布在固定培養(yǎng)基的表面．
步驟4：根據(jù)

 

篩選出突變菌．
由上述步驟篩選出的酵母菌與野生酵母菌相比，具有

 

的特點(diǎn)．
（2）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(guò)程中防止外來(lái)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

 

，上述過(guò)程中通過(guò)控制

 

和

 

來(lái)保持酶的活力．為了使酶回收和再利用，可以采取

 

技術(shù)．

Answer 1

考點(diǎn)：利用微生物進(jìn)行發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)特定的產(chǎn)物,微生物的分離和培養(yǎng),制備和應(yīng)用固相化酶

專(zhuān)題：

分析：要善于利用題目信息如“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”，就能找第（1）題的答案；利用酶具有專(zhuān)一性的特點(diǎn)，才能解決第（3）題．第（2）題屬于開(kāi)放性題目，只要答案合理即可．

解答： 解：（1）根據(jù)題干信息“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”可知，制備培養(yǎng)基時(shí)，在基本培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上，注意添加高濃度蔗糖（葡萄糖）和調(diào)低pH值；為防止培養(yǎng)皿出現(xiàn)冷凝水影響菌落生長(zhǎng)，需將培養(yǎng)皿倒置．最后根據(jù)酵母菌能否在選擇培養(yǎng)基上生存篩選出突變菌．由上述步驟篩選出的酵母菌是理想的酒精發(fā)酵菌種，與野生酵母菌相比，具有耐高糖和耐酸的特性的特點(diǎn)
（2））防止外來(lái)雜菌人侵的方法除了滅菌、保持空間潔凈外，還有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(guò)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）蔗渣的主要成分為纖維素，酵母菌不能分解蔗渣，因其不含有能夠分解蔗渣的纖維素酶．若從土壤中分離具有這種酶的微生物，所需要培養(yǎng)基中的碳源為纖維素；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)行分離純化，溫度和PH值會(huì)影響酶的活性，為了使酶回收和再利用，可以采取固定化技術(shù)．
故答案為：
（1）添加高濃度蔗糖（葡萄糖） 調(diào)低pH     倒置
   是否能在選擇培養(yǎng)基上生長(zhǎng)        耐高糖和耐酸的特性
（2）①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
②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）纖維素    纖維素      分離純化    溫度     pH    固定化

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查考生對(duì)生物技術(shù)實(shí)踐模塊中的特殊微生物的篩選及應(yīng)用、酶的應(yīng)用等內(nèi)容的掌握；理論聯(lián)系實(shí)際，針對(duì)生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行初步研究，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)路線(xiàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象進(jìn)行正確的分析與判斷，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力．