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1、第2讲 微生物的培养与应用选考内容选修11(2009广东，38)根据学过的知识回答下列问题：(1)商品化植酸酶主要来自微生物。在产酶菌株筛选过程中，常在基本培养基中添加不溶于水的植酸钙制成固体平板，植酸钙被植酸酶分解后可在平板上产生_，可根据其大小选择目的菌株，所得菌株需要进一步测定植酸酶活性。活性测定可用植酸钠作为底物，活性可用一定条件下单位时间_表示。(2)利用上述所得菌株制备植酸酶的流程如下图：发酵液纯酶菌体去除透析液()去除中的主要成分为_；中包含多种酸酶等多种蛋白质。请写出一种纯化得到植酸酶的方法及其依据。_(3)为建设基因工程菌，可用PCR等技术从上述菌株中克隆植酸酶基因。PCR反
2、应包含多次循环，每次循环包括三步：_。反应过程中打开模板DNA双链的方法是_。(4)除植酸酶外，微生物还应用在_的生产中。答案(1)透明圈植酸钠的消耗量(肌醇和磷酸的生成量)(2)小分子杂质凝胶色谱法，根据蛋白质之间分子大小、吸附性质等差异进行纯化。电泳法，根据蛋白质之间电荷、分子大小等差异进行纯化。(3)变性，复性，延伸加热(4)蛋白酶，脂肪酶，纤维素酶解析本题考查对微生物的分离和培养，蛋白质的纯化，酶活性鉴定等知识，结合实际应用。2利用纤维素解决能源问题的关键，是高性能纤维素酶的获取。请完善实验方案，并回答相关问题。【实验目的】比较三种微生物所产生的纤维素酶的活性。【实验原理】纤维素酶催化
3、纤维素分解为葡萄糖，用葡萄糖的产生速率表示酶活性大小；用呈色反应表示葡萄糖的生成量。【实验材料】三种微生物(AC)培养物的纤维素酶提取液，提取液中酶蛋白浓度相同。【实验步骤】(1)取四支试管，分别编号。(2)在下表各列的一个适当位置，填写相应试剂的体积量，并按表内要求完成相关操作。管号试剂(mL)1234蒸馏水1.41.41.4pH7.5的缓冲液0.20.20.2纤维素悬浮液0.30.30.3微生物A提取液0.1微生物B提取液微生物C提取液0.1总体积2.02.02.02.0(3)将上述四支试管放入37的水浴，保温1小时。(4)在上述四支试管中分别加入_试剂，摇匀后，进行_处理。(5)观察比较
4、实验组的三支试管与对照组试管的颜色及其深浅。【实验结果】微生物A提取物微生物B提取物微生物C提取物颜色深浅程度【分析讨论】(1)该实验中的对照组是_号试管。(2)实验组试管均呈现的颜色是_，但深浅不同。(3)上述结果表明：不同来源的纤维素酶，虽然酶蛋白浓度相同，但活性不同。若不考虑酶的最适pH和最适温度的差异，其可能原因是_。(4)你认为上述三种微生物中，最具有应用开发价值的是_。(5)从解决能源问题的角度考虑，开发这种纤维素酶的意义在于_。答案实验步骤(2)管号试剂(mL)1234蒸馏水1.5pH7.5的缓冲液0.2纤维素悬浮液0.3微生物A提取液微生物B提取液0.1微生物C提取液总体积(4
5、)班氏加热(加热至沸腾)【分析讨论】(1)4(2)砖红色(3)不同酶的氨基酸序列不同(不同酶的空间结构不同)(4)微生物B(5)葡萄糖可用作制取酒精的原料；用纤维素代替化石能源(言之有理即给分)解析本题实验目的是比较三种微生物所产生的纤维素酶的活性。根据实验目的确定自变量为不同微生物提取液，因变量为葡萄糖的生成量，其余无关因素(如不同微生物的提取液量、pH7.5的缓冲液量、蒸馏水量和纤维素悬浮液量)应该等量。实验结果通过与班氏试剂共热生成砖红色沉淀的颜色深浅程度进行判断，分析实验结果可知，微生物B提取物与班氏试剂发生颜色反应最深，最具有研究价值。该实验采用的是空白对照，即不加任何微生物提取液的
6、4号试管为对照组。不同来源的纤维素酶，虽然酶蛋白浓度相同，但活性不同。若不考虑酶的最适pH和最适温度的差异，其可能原因是不同酶的空间结构不同。开发纤维素酶的意义在于葡萄糖可用作制取酒精的原料；用纤维素代替化石能源，只要合理即可。3(2010山东理综，34)生物柴油是一种可再生的清洁能源，其应用在一定程度上能够减缓人类对化石燃料的消耗。科学家发现，在微生物M产生的脂肪酶作用下，植物油与甲醇反应能够合成生物柴油(如下图)。(1)用于生产生物柴油的植物油不易挥发，宜选用_、_方法从油料作物中提取。(2)筛选产脂肪酶的微生物M时，选择培养基中添加的植物油为微生物生长提供_，培养基灭菌采用的最适方法是_
7、法。(3)测定培养液中微生物数量，可选用_法直接计数；从微生物M分离提取的脂肪酶通常需要检测_，以确定其应用价值，为降低生物柴油生产成本，可利用_技术使脂肪酶能够重复使用。(4)若需克隆脂肪酶基因，可应用耐热DNA聚合酶催化的_技术。答案(1)压榨；萃取。(注：两空顺序无先后)(2)碳源；高压蒸汽灭菌。(3)显微镜直接计数；酶活性(或：酶活力)；固定化酶(或：固定化细胞)。(4)PCR(或：多聚酶链式反应，聚合酶链式反应)解析本题考查了植物油的提取、微生物的培养与应用及基因的克隆技术。对于不易挥发的植物油，一般采用压榨法或萃取法；植物油由C、H、O三种元素构成，微生物通常以此作为碳源，培养基常
8、规的灭菌方法是高压蒸汽灭菌；测定微生物生长的方法很多，常用的是平皿菌落计数法、计数器法和比浊法，其中计数法常用计数器测定法，可利用显微镜进行观察计数；固定化酶是用物理的或化学的方法使酶与水不溶性大分子载体结合或把酶包埋在水不溶性凝胶或半透膜的微囊体中制成的，酶固定化后一般稳定性增加，易从反应系统中分离，且易于控制，能反复多次使用，便于运输和贮存，有利于自动化生产；基因的扩增通常采用PCR技术。4发酵法生产酒精后的废液(pH 4.3)含有大量有机物，可用于培养、获得白地霉菌体，生产高蛋白饲料。培养、制取白地霉菌体的实验过程示意图：请据图分析回答问题：(1)实验过程中培养白地霉的培养基是_。培养基
9、定量分装前，先调节_，分装后用棉塞封瓶口，最后_处理。(2)图中过程称为_，从甲到乙的培养过程是为了_。白地霉的代谢类型为_。(3)为确定菌体产量，图中操作之前，应先称量_的质量。过滤后需反复烘干称量，直至_。所获菌体干重等于_。答案(1)废液上清液pH灭菌(2)接种扩大培养异养需氧型(3)滤纸恒重(质量基本不变)恒重时质量与滤纸质量之差(答案合理均给分)解析(1)培养基制备的流程是：确定营养成分调节pH灭菌处理，该实验过程中，由图示信息可知，白地霉的培养基来自废液沉淀处理后所获得的废液上清液。(2)图示是将白地霉菌种接种到培养基的过程。甲到乙的过程是菌种扩大培养。白地霉的培养基含有大量的有机
10、物，推断其同化作用为异养型。培养瓶开口，且培养过程不断振荡，则白地霉异化作用为需氧型。(3)由实验过程示意图可知，通过滤纸过滤，再烘干称重来确定菌体产量，实验结束后所称重量不仅有菌体的，还有滤纸的，所以滤液过滤之前应先称量滤纸的质量。菌体的产量是通过菌种干重体现的，所以过滤后需反复烘干，蒸发掉水分，直至质量基本不变，才能确定为干重，最后求得菌体干重恒重时的质量滤纸质量。5苯酚是工业生产排放的有毒污染物质，自然界中存在着降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚，研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如图所示，为土壤样品。请回答下列问题：(1
11、)中培养目的菌株的选择培养基中应加入_作为碳源，中不同浓度碳源的培养基_(A.影响；B.不影响)细菌的数量，如果要测定中活细菌数量，常采用_法。(2)为对照，微生物在中不生长，在中生长，与培养基的主要区别在于_；使用_法可以在上获得单菌落。采用固体平板培养细菌时为什么进行倒置培养？_。(3)如何比较不同菌株降解苯酚能力的大小？_。(4)实验过程中如何防止其它微生物的污染？_。答案(1)苯酚A平板菌落计数(活菌计数或菌落计数)(2)含除苯酚外的其他碳源，以苯酚作为唯一碳源平板分离(稀释涂布平板或平板划线分离)避免培养过程产生的水分影响微生物的生长(3)用同样苯酚浓度的培养液培养不同菌株，一定时间后，测定培养液中苯酚含量(4)培养基灭菌，接种环境灭菌，接种过程无菌操作解析考查考生对微生物的分离、培养、数量测定、无菌操作等基本技术的掌握和应用所学知识解决实际问题的能力。苯酚作为选择培养基的特殊碳源，是可降解苯酚的微生物的能源物质，所以苯酚浓度会影响其生长。测定培养液中活细菌数目常用平板菌落计数法。6(2010汕头)在农业生产研究上，常需要进行微生物的培养和计数。(1)下图是利用_法进行微生物接种，把聚集的菌种逐步_分散到培养基的表面，为达到这一目的，操作上应注意：(至少答2项)_
