Question

人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃，可用来发酵处理秸秆，提高秸秆的营养价值。为了增强发酵效果，研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株，并对其降解纤维素能力进 行了研究。请回答下列问题：

（1）在样品稀释和涂布平板步骤中，下列选项不需要的是 ____ （填序号）。

 ①酒精灯  ②培养皿  ③显微镜  ④无菌水

（2）在涂布平板时，滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是 _________ 。此类细菌没有线粒体，但能进行有氧呼吸的原因是_____。

（3）向试管内分装含琼脂的培养基时，若试管口粘附有培养基，需要用酒精棉球擦净的原因是 _________ 。

（4）刚果红可以与纤维素形成红色复合物，但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。研究人员在刚果红培养基平板上，筛到了几株有透明降解圈的菌落（见图）。 图中降解圈大小与纤维素酶的 _________ 有关。 图中降解纤维素能力最强的菌株是 _____ （填图中序号）。

（5）研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株J₁和J₄，在不同温度和pH条件下进行发酵，测得发酵液中酶活性的结果见下图，推测菌株 _________ 更适合用于人工瘤胃发酵，理由是 ___________________________ 。

Answer

③ 培养基表面的菌悬液会出现积液，导致菌体堆积，影响分离效果 细菌含有与有氧呼吸有关的酶 防止杂菌污染 酶的多少和活性 ① J4 发酵过程会产热和产酸，J4 菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高

【解析】

微生物培养的关键是无菌操作，微生物培养过程中除考虑营养条件外，还要考虑pH、温度和渗透压等条件，需对培养基和培养皿进行消毒，可以通过稀释涂布平板法或显微镜计数法进行统计计数。

刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌；刚果红可以在细菌菌落形成前倒平板时加入，也可以在菌落形成后加入，若在细菌菌落形成前倒平板时加入刚果红，则所加刚果红要进行灭菌，以防杂菌的侵入，影响纤维素分解菌菌落的形成；若在菌落形成后加入刚果红，则不需要灭菌。

（1）在样品稀释和涂布平板步骤中，需要使用酒精灯对接种环进行灭菌，对培养皿进行灭菌，用无菌水稀释菌液，不需要使用显微镜。

故选③。

（2）在涂布平板时，滴加到培养基表面的菌悬液量过多会在培养基表面出现积液，导致菌体堆积，影响分离效果，所以不能过多；

细菌是原核生物，虽然没有线粒体，但含有与有氧呼吸有关的酶，所以能进行有氧呼吸。

（3）分装含琼脂的培养基时，若试管口粘附有培养基，需要用酒精棉球擦净以防止杂菌污染。

（4）在刚果红培养基平板上，筛到了几株有透明降解圈的菌落，降解圈大小与纤维素酶的多少和活性有关，纤维素酶的量越多，活性越强，分解的纤维素越多，透明降解圈越大，所以图中降解纤维素能力最强的菌株是①。

（5）由于胃部pH值较低，体温在37℃左右，根据题意和图示分析可知，发酵过程会产热和产酸，J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高，所以推测菌株J4更适合用于人工瘤胃发酵。