Question

從某地分離到能分泌纖維素酶的枯草桿菌，對(duì)此菌進(jìn)行誘變，利用染色法篩選纖維素酶產(chǎn)量高的菌體．（染色法：染料和培養(yǎng)基中的纖維素發(fā)生顏色反應(yīng)，當(dāng)纖維素被菌體水解，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以菌落為中心的透明圈）
（1）實(shí)驗(yàn)材料：菌體懸液，紫外燈，添加

 

為碳源的選擇培養(yǎng)基，培養(yǎng)皿等
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果預(yù)期：
a．將菌體懸液稀釋至適當(dāng)濃度，平均分成甲、乙兩組．
b．甲組用

 

的紫外燈照射一定時(shí)間，乙組不做處理．
c．

 

接種至選擇培養(yǎng)基上．
d．觀察并測(cè)量

 

的直徑與相應(yīng)菌落直徑
e．若甲組中出現(xiàn)了纖維素酶產(chǎn)量高的酶體，其形成的酶落表現(xiàn)為

 

比乙組相應(yīng)值的平均值大．
（3）甲組中會(huì)出現(xiàn)纖維素酶產(chǎn)量不同的酶體，此現(xiàn)象是由于紫外線的照射改變了基因的

 

，即發(fā)生了

 

（變異類型），體現(xiàn)了此變異的

 

特點(diǎn)．
（4）枯草桿菌因沒(méi)有

 

系統(tǒng)，其分泌纖維素酶與真核細(xì)胞蛋白質(zhì)的分泌方式不同．
（5）若用液體培養(yǎng)上述細(xì)菌，研究其數(shù)量變化規(guī)律，繪制出該菌的生長(zhǎng)速率曲線如圖，據(jù)圖描述此菌的種群數(shù)量的變化規(guī)律是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：土壤中能分解纖維素的微生物及其應(yīng)用價(jià)值

專題：

分析：（1）選擇培養(yǎng)基：選擇培養(yǎng)基是根據(jù)不同微生物在代謝過(guò)程中所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和環(huán)境不同而配制的．不同微生物對(duì)某些化學(xué)藥品的抵抗力不同．利用這些特點(diǎn)，我們便可配制出適于某些微生物生長(zhǎng)而抑制其他微生物的選擇培養(yǎng)基，例如從土壤中分離放線菌時(shí)，可在培養(yǎng)基中加入10%的酚數(shù)滴，抑制細(xì)菌和真菌的生長(zhǎng)；根據(jù)對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的特殊的需求，可以選擇不同的微生物，比如尿素分解菌的氮源是尿素，纖維素分解菌的碳源是纖維素．
（2）本實(shí)驗(yàn)的目的是“從某地分離到能分泌纖維素酶的枯草桿菌，對(duì)此菌進(jìn)行誘變，利用染色法篩選纖維素酶產(chǎn)量高的菌體”，所以在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組的時(shí)候要對(duì)實(shí)驗(yàn)組的菌液進(jìn)行紫外線處理，然后將處理過(guò)的菌液和未處理過(guò)的菌液進(jìn)行接種．觀察產(chǎn)生透明圈的大�。�
（3）紫外線進(jìn)行誘變的本質(zhì)是使DNA分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，這種改變是不定向向，所以導(dǎo)致甲組中會(huì)出現(xiàn)纖維素酶產(chǎn)量不同的酶體．
（4）枯草桿菌是原核生物沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體，所以像真核生物復(fù)雜的膜系統(tǒng)．
（5）種群數(shù)量增長(zhǎng)的“S”型曲線的分析：由于自然界的資源和空間是有限的，所以種群經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長(zhǎng)曲線，種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境條件所允許的最大值（K值、即環(huán)境最大容納量）后將停止增長(zhǎng)，有時(shí)在K值左右保持相對(duì)穩(wěn)定，但是對(duì)于微生物的培養(yǎng)又有所不同，因?yàn)槲⑸�物的培養(yǎng)一般是封閉的，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)耗盡的時(shí)候，這時(shí)候菌的數(shù)量會(huì)大量的死亡．

解答： 解：（1）分離纖維素分解菌的培養(yǎng)基是以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基．
（2）甲組屬于實(shí)驗(yàn)組，用適當(dāng)劑量的紫外線處理：唯一的變量就是否用紫外線處理，其他的都是無(wú)關(guān)變量，應(yīng)該保持一致，比如兩組中菌液的用量就應(yīng)該相同；觀察的標(biāo)準(zhǔn)就是看透明圈的大小，透明圈大說(shuō)明纖維素酶的產(chǎn)量高．
（3）紫外線進(jìn)行誘變的本質(zhì)是使DNA分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，這種改變是不定向向，所以導(dǎo)致甲組中會(huì)出現(xiàn)纖維素酶產(chǎn)量不同的酶體．
（4）枯草桿菌是原核生物沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體，所以像真核生物復(fù)雜的膜系統(tǒng)．
（5）由于資源是有限的，所以菌的數(shù)量按“S”型增長(zhǎng)曲線，但是當(dāng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)耗盡以后，菌的數(shù)量也會(huì)下降．
答案：（1）纖維素
（2）b．適當(dāng)劑量（強(qiáng)度）          c．將等量甲乙兩組菌液
d．透明圈                  e．透明圈的直徑與相應(yīng)菌落直徑比值
（3）結(jié)構(gòu)（或堿基排列順序）        基因突變     不定向
（4）生物膜
（5）先S型增長(zhǎng)后下降（首先平穩(wěn)隨后增加再平穩(wěn)之后下降）

點(diǎn)評(píng)：從宏觀來(lái)看，微生物的生長(zhǎng)也是符合種群的特點(diǎn)，當(dāng)條件不同時(shí)，種群增長(zhǎng)曲線符合“S”或“J”型增長(zhǎng)曲線，但是微生物的生長(zhǎng)又有不同的地方，當(dāng)在一個(gè)封閉的系統(tǒng)的，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不能更新的時(shí)候，微生物就會(huì)大量的死亡，所以在生產(chǎn)的過(guò)程中，一般使用液態(tài)的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)微生物，目的就是及時(shí)更新培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)．