Question

【題目】土壤中含有大量分解纖維素的細菌和真菌，科研人員從土壤中篩選高效分解纖維素的細菌，以便用于生產實踐。分析回答：

（1）纖維素分解菌在細胞______ （填“內”或“外”）將纖維素分解為葡萄糖。為了解纖維素酶的組成成分，常用____法和電泳法將其分離提純后進行鑒定。

（2）科研人員取某地土樣59制得土壤溶液后稀釋，取稀釋液ImL接種到培養基甲上，在適宜條件下培養72h，再挑取代表性菌落進行接種培養，3d～4d后觀察并初步篩選菌株如下表。

①科研人員配制的培養基甲的特點是________

A．葡萄糖為碳源 B．纖維素為碳源 C．弱堿性 D．弱酸性 E．加青霉素 F．不加青霉素 G．加瓊脂 H．不加瓊脂

②根據結果可確定分解纖維素能力最強的菌株是_______。

（3）為進一步測定初步篩選出的三種菌株產生的纖維素酶的活性，科研人員分別將它們接種到等量培養基乙中，在相同且適宜條件下_____培養以便讓菌體與培養基充分接觸，定期取樣用斐林試劑對其中的葡萄糖含量進行初步測定。本研究中纖維素酶活性可用單位時間（或單位體積）內_________來表示，判斷纖維素酶活性大小的原理是_________________。

Answer 1

【答案】外 凝膠色譜 BCFG Bac-2 振蕩 葡萄糖的增加量（或纖維素的減少量） 纖維素酶能催化纖維素分解為葡萄糖，葡萄糖與斐林試劑在水浴加熱時會產生磚紅色沉淀，顏色深淺與葡萄糖的含量成正比

【解析】

纖維素分解菌以纖維素為碳源，故其應生活在富含纖維素的環境中。C1酶、CX酶可以將纖維素分解成纖維二糖，葡萄糖苷酶可以將纖維二糖分解成葡萄糖。在僅含纖維素一種碳源的選擇培養基中可以篩選出纖維素分解菌。用稀釋涂布平板法可以對微生物進行鑒別、計數。剛果紅可與纖維素形成紅色復合物，當纖維素分解菌分解利用了纖維素后，就變成無色，形成以纖維素分解菌為中心的透明圈。乙醇在酸性條件下與重鉻酸鉀發生灰綠色反應，故可用酸性的重鉻酸鉀對乙醇進行鑒定。

（1）纖維素存在于土壤中，而分解纖維素的酶是在細菌細胞中合成的，因此纖維素分解菌必須將酶分泌到細胞外起作用，在細胞外將纖維素分解為葡萄糖。從分解纖維素細菌中提取出的產物中含有多種蛋白質，純化得到纖維素酶常用的方法是凝膠色譜法。要判斷純化的纖維素酶是否達到要求，常通過電泳法對纖維素酶進行純度鑒定，對進行完純度鑒定的纖維素酶要檢測酶的活性，以便更好地將酶用于生產實踐。

（2）①培養基中以纖維素為唯一碳源，可以分離出能分解纖維素的細菌，并在配制培養基時加入瓊脂作為凝固劑，在弱堿性條件下，不加抗生素，否則會抑制細菌的繁殖。②根據實驗原理中“透明圈直徑與菌落直徑比代表微生物分解纖維素能力的大小”，結合表格數據可以確定分解纖維素能力最強的菌株是Bac-2。

（3）由于振蕩培養提高培養液中溶解氧的含量，同時可使菌體與培養液充分接觸，提高營養物質的利用率，細菌生長速度加快，為進一步測定初步篩選出的三種菌株產生的纖維素酶的活性，科研人員分別將它們接種到等量培養基乙中，在相同且適宜條件下進行振蕩培養。酶的活性一般用酶催化某一化學反應的速率表示。在纖維素酶活性測定中，酶反應速率用單位時間內、單位體積中纖維素的減少量或葡萄糖的增加量來表示。 判斷纖維素酶活性大小的原理是纖維素酶能催化纖維素分解為葡萄糖，葡萄糖與斐林試劑在水浴加熱時會產生磚紅色沉淀，顏色深淺與葡萄糖的含量成正比。