Question

（2012•唐山三模）由于石油价格的不断上涨，替代化石燃料的产品如燃料酒精、生物柴油、沼气等开发备受世界关注，有人想利用玉米秸秆生产燃料酒精，其大致流程如图所示：

（1）玉米秸秆预处理后，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．

（2）分离这种水解酶的野生菌株一般从土壤中筛选，所需要的培养基为 选择 培养基，但现有野生菌株对玉米秸秆的转化效率低，某同学尝试对其进行改造，以获得高效菌株．

实验步骤：

①配置 固体 （固体、半固体、液体）培养基，该培养基的碳源应为 纤维素 ．

②将野生菌株接入已经 高压蒸汽灭菌 法灭菌的培养基平板上．

③立即用适当剂量的紫外线照射，其目的是对野生菌株进行 诱变 ．

④菌落形成后，加入 刚果红 染料，观察菌落周围培养基的颜色变化和变化范围的大小．周围出现 透明圈范围大 （现象）的菌落即为初选菌落．

⑤分离、纯化菌种时为得到单菌落，常用 平板划线 和 稀释涂布平板 接种方法．

（3）发酵阶段需要的菌种是 酵母菌 ，生产酒精必要控制的条件是 无氧（密封、密闭） ．

（4）生产的酒精易挥发但又可溶于水，宜选用 水蒸气蒸馏 方法从酵母菌的代谢产物中提取．

Answer

（1）纤维素

（2）选择

①固体 纤维素 ②高压蒸汽灭菌 ③诱变

④刚果红 透明圈范围大 ⑤平板划线 稀释涂布平板

（3）酵母菌 无氧（密封、密闭）

（4）水蒸气蒸馏

【解析】

试题分析：（1）玉米秸秆的主要成分是纤维素，所以用纤维素酶进行分解处理．

（2）选择培养基：选择培养基是根据不同微生物在代谢过程中所需要的营养物质和环境不同而配制的．不同微生物对某些化学药品的抵抗力不同．利用这些特点，我们便可配制出适于某些微生物生长而抑制其他微生物的选择培养基，例如从土壤中分离放线菌时，可在培养基中加入10%的酚数滴，抑制细菌和真菌的生长；根据对营养物质的特殊的需求，可以选择不同的微生物，比如尿素分解菌的氮源是尿素，纤维素分解菌的碳源是纤维素

实验步骤：

①液体培养基五固体培养基的区别：

液体培养基 不加凝固剂 工业生产

固体培养基 加凝固剂，如琼脂 微生物的分离、鉴定、活种计数、保藏菌种

②在微生物的培养过程中应该注意无菌操作以及各种材料灭菌或消毒的方法的选择：

a．实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和和消毒； b．将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌，其中培养基的灭菌方法只能采用高压蒸汽灭菌法；

c．为避免周围环境中微生物污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行；

d．实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触．

③紫外线的作用是诱导DNA分子发生基因突变．

④刚果红染色法筛选纤维素分解菌的原理：刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应．当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物．当纤维素被纤维素酶分解后，刚果红﹣纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈．这样，我们就可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌．

⑤接种最常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法．接种的目的是使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，并在培养基表面形成单个细菌繁殖而成的子细胞群体﹣﹣菌落．

（3）酵母菌是兼性厌氧菌，既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸，酵母菌的无氧呼吸的产物是乙醇，需要在密闭条件下才能进行无氧呼吸．

（4）水蒸气蒸馏法的原理是：利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来．

【解析】
（1）玉米秸秆的主要成分是纤维素，用纤维素酶水解纤维素．

（2）分离纤维素分解菌的培养基时以纤维素为唯一碳源的培养基，属于选择培养基．

实验步骤：

①微生物的分离应该用固体培养基．

②培养基的灭菌方法只能使用高压蒸汽灭菌法．

③紫外线的作用是诱导DNA分子发生基因突变．

④刚果红可以和纤维结合形成红色复合物，纤维素分解菌将纤维素分解以后，红色复合物消失，会形成透明圈．

⑤接种最常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法．

（3）酵母菌的无氧呼吸的产物是乙醇，需要在密闭条件下才能进行无氧呼吸．

（4）酵母菌的代谢产物中有机物很多，由于酒精容易挥发，经过蒸馏装置加热以后，酒精先挥发出来，然后除去其中的水分．