Question

土壤中含有大量分解纤维素的细菌和真菌，科研人员从土壤中筛选高效分解纤维素的细菌，以便用于生产实践。分析回答：

（1）纤维素分解菌在细胞______ （填“内”或“外”）将纤维素分解为葡萄糖。为了解纤维素酶的组成成分，常用____法和电泳法将其分离提纯后进行鉴定。

（2）科研人员取某地土样59制得土壤溶液后稀释，取稀释液ImL接种到培养基甲上，在适宜条件下培养72h，再挑取代表性菌落进行接种培养，3d～4d后观察并初步筛选菌株如下表。

①科研人员配制的培养基甲的特点是________

A．葡萄糖为碳源  B．纤维素为碳源   C．弱碱性    D．弱酸性    E．加青霉素    F．不加青霉素  G．加琼脂  H．不加琼脂

②根据结果可确定分解纤维素能力最强的菌株是_______。

（3）为进一步测定初步筛选出的三种菌株产生的纤维素酶的活性，科研人员分别将它们接种到等量培养基乙中，在相同且适宜条件下_____培养以便让菌体与培养基充分接触，定期取样用斐林试剂对其中的葡萄糖含量进行初步测定。本研究中纤维素酶活性可用单位时间（或单位体积）内_________来表示，判断纤维素酶活性大小的原理是_________________。

Answer

外 凝胶色谱 BCFG Bac-2 振荡 葡萄糖的增加量（或纤维素的减少量） 纤维素酶能催化纤维素分解为葡萄糖，葡萄糖与斐林试剂在水浴加热时会产生砖红色沉淀，颜色深浅与葡萄糖的含量成正比

【解析】

纤维素分解菌以纤维素为碳源，故其应生活在富含纤维素的环境中。C1酶、CX酶可以将纤维素分解成纤维二糖，葡萄糖苷酶可以将纤维二糖分解成葡萄糖。在仅含纤维素一种碳源的选择培养基中可以筛选出纤维素分解菌。用稀释涂布平板法可以对微生物进行鉴别、计数。刚果红可与纤维素形成红色复合物，当纤维素分解菌分解利用了纤维素后，就变成无色，形成以纤维素分解菌为中心的透明圈。乙醇在酸性条件下与重铬酸钾发生灰绿色反应，故可用酸性的重铬酸钾对乙醇进行鉴定。

（1）纤维素存在于土壤中，而分解纤维素的酶是在细菌细胞中合成的，因此纤维素分解菌必须将酶分泌到细胞外起作用，在细胞外将纤维素分解为葡萄糖。从分解纤维素细菌中提取出的产物中含有多种蛋白质，纯化得到纤维素酶常用的方法是凝胶色谱法。要判断纯化的纤维素酶是否达到要求，常通过电泳法对纤维素酶进行纯度鉴定，对进行完纯度鉴定的纤维素酶要检测酶的活性，以便更好地将酶用于生产实践。

（2）①培养基中以纤维素为唯一碳源，可以分离出能分解纤维素的细菌，并在配制培养基时加入琼脂作为凝固剂，在弱碱性条件下，不加抗生素，否则会抑制细菌的繁殖。②根据实验原理中“透明圈直径与菌落直径比代表微生物分解纤维素能力的大小”，结合表格数据可以确定分解纤维素能力最强的菌株是Bac-2。

（3）由于振荡培养提高培养液中溶解氧的含量，同时可使菌体与培养液充分接触，提高营养物质的利用率，细菌生长速度加快，为进一步测定初步筛选出的三种菌株产生的纤维素酶的活性，科研人员分别将它们接种到等量培养基乙中，在相同且适宜条件下进行振荡培养。酶的活性一般用酶催化某一化学反应的速率表示。在纤维素酶活性测定中，酶反应速率用单位时间内、单位体积中纤维素的减少量或葡萄糖的增加量来表示。 判断纤维素酶活性大小的原理是纤维素酶能催化纤维素分解为葡萄糖，葡萄糖与斐林试剂在水浴加热时会产生砖红色沉淀，颜色深浅与葡萄糖的含量成正比。