Question

(9分)利用玉米秸秆生产乙醇,其技术流程为：

（1）玉米秸杆经预处理后，应该选用纤维素酶进行水解，使之转化为发酵所需的葡萄糖。纤维素酶可以从能分解纤维素的细菌培养液中提取。某同学设计了如下分离土壤中纤维素分解菌的实验流程:土壤取样→选择培养→梯度稀释→鉴别培养。

①从土壤中分离出分解纤维素细菌的培养基配方如下：纤维素粉5g、 NaNO₃ 1g、 Na₂HPO₄ • 7H_Z0 1.2g、KH₂PO₄ 0.9 g、MgS0₄·7H₂0 0.5g、KCl 0.5g、酵母膏0.5g、水解酪素0.5g(蒸馏水定容到IOOOmU₉该培养基能初步选择出分解纤维素细菌的原因是                  。

②为了鉴别纤维素分解菌和进一步纯化菌种，可以在鉴别培养基上加入         染液，将筛选获得的菌液稀释后用涂布平板法方法接种到鉴别培养基上，然后挑选产生        的菌落作为菌种进行扩大培养。

③从分解纤维素细菌中提取出的纤维素酶首先要检测              ，以便更好地将酶用于生产实践。为了使分离出的纤维素酶能够反复使用，最好采用                    或                方法将酶固定化。

（2）发酵阶段需要的菌种是酵母菌，在产生酒精时要控制的必要条件是                    。

（3）发酵时乙醇浓度升高会对酵母菌产生毒性,从而影响进一步的发酵。科学家利用基因工程方法创造出一种对乙醇浓度有高耐受力的酵母菌新菌种，该过程需采用PCR 技术扩增目的基因。在PCR反应体系中，除了要加入模板、原料外，还需要加入       和           等

Answer

（9分）（1）①纤维素是培养基主要碳源 ②刚果红 透明圈

③酶的活性（活力） 化学结合 物理吸附

（2）无氧（密闭、密封）

（3）两种引物 耐热的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）

【解析】

试题分析：（1）①分析培养基配方可知，纤维素是主要碳源，只有能分解纤维素的细菌，才能在该培养基上生长。②刚果红能与纤维素形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。在该培养基中加入刚果红之后，整个培养基呈现红色，当纤维素被纤维素分解菌分泌的纤维素酶分解后，培养基就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。 ③为了保证纤维素酶在生产实践中的应用，需要检测纤维素酶的活性；为了使酶能够反复使用，可采用固定化酶技术，即用物理吸附或化学结合的方法将酶固定化。

（2）酒精是酵母菌进行无氧呼吸的产物，因此在产生酒精时要控制的必要条件是无氧（密闭、密封）。

（3）利用PCR技术扩增目的基因时，DNA聚合酶不能从头合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，因此，需要两种引物。在扩增目的基因时，DNA的变性、复性、延伸都需要相对较高的温度，所以需要加入耐高温DNA聚合酶。

考点：本题考查微生物的培养与应用、多聚酶链式反应扩增DNA片段的相关知识，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络结构的能力。