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(2012•临沂二模)【生物一生物技术实践】

废纸的主要成分是木质纤维,科技人员将其转化为一种新的资源﹣﹣乙醇.下图是工业上利用微生物由纤维素生产乙醇的基本工艺流程.请回答相关问题:

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(1)环节要选择的微生物是 纤维素分解酶 ,可将从富含纤维素土壤中获得的微生物培养在以纤维素为碳源,并加入 刚果红 的培养基上筛选周围有 透明圈 的菌落.

(2)将上述筛选出的菌进行培养,则中获得的酶是 纤维素 酶.该酶至少包括C1酶、Cx酶和 葡萄糖苷酶 三种组分.

(3)环节中被接入的常见菌种是 酵母菌 ,为了确保获得产物乙醇,过程要注意避免污染杂菌并要注意 发酵装置密闭(保证无氧环境)

(4)生产中为了降低酶的成本首先要通过基因工程等技术手段对产酶微生物进行改造,提高酶的产量,还可利用 固定化酶 等技术使酶能够重复利用.

 

(1)纤维素分解酶 刚果红 透明圈 (2)纤维素 葡萄糖苷酶 (3)酵母菌 发酵装置密闭(保证无氧环境) (4)固定化酶 【解析】 试题分析:刚果红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样的反应.因此要鉴定纤维素分解菌,可向培养基中加入刚果红染料,若存在纤维素分解菌,会产生透明圈.纤维素酶是一种复合酶,它包含C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶三种组分,前两种酶能将纤维素分解为纤维二糖,葡萄糖苷酶能将纤维二糖分解为葡萄糖. 【解析】 (1)①环节需要的微生物能产生纤维素酶,这样的微生物在富含纤维素的环境中较多,可用碳源为纤维素的选择培养基获得.刚果红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样的反应.因此要鉴定纤维素分解菌,可向培养基中加入刚果红染料,若存在纤维素分解菌,会产生透明圈. (2)将上述筛选出的菌进行培养,则②中获得的酶是纤维素酶.该酶至少包括C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶三种组分,前两种酶能将纤维素分解为纤维二糖,葡萄糖苷酶能将纤维二糖分解为葡萄糖. (3)酵母菌可以进行无氧呼吸产生酒精,为了确保获得产物乙醇,④过程要注意避免污染杂菌并要注意发酵装置密闭(保证无氧环境). (4)固定化酶等技术使酶能够重复利用,而且还能提高产品的品质.
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(2013•朝阳区一模)从某地分离到能分泌纤维素酶的枯草杆菌,对此菌进行诱变,利用染色法筛选纤维素酶产量高的菌体.(染色法:染料和培养基中的纤维素发生颜色反应,当纤维素被菌体水解,培养基中会出现以菌落为中心的透明圈)

(1)实验材料:菌体悬液,紫外灯,添加 纤维素 为碳源的选择培养基,培养皿等

(2)实验过程及结果预期:

a.将菌体悬液稀释至适当浓度,平均分成甲、乙两组.

b.甲组用 适当剂量(强度) 的紫外灯照射一定时间,乙组不做处理.

c. 将等量甲乙两组菌液 接种至选择培养基上.

d.观察并测量 透明圈 的直径与相应菌落直径

e.若甲组中出现了纤维素酶产量高的酶体,其形成的酶落表现为 透明圈的直径与相应菌落直径比值 比乙组相应值的平均值大.

(3)甲组中会出现纤维素酶产量不同的酶体,此现象是由于紫外线的照射改变了基因的 结构(或碱基排列顺序) ,即发生了 基因突变 (变异类型),体现了此变异的 不定向 特点.

(4)枯草杆菌因没有 生物膜 系统,其分泌纤维素酶与真核细胞蛋白质的分泌方式不同.

(5)若用液体培养上述细菌,研究其数量变化规律,绘制出该菌的生长速率曲线如图,据图描述此菌的种群数量的变化规律是 先S型增长后下降(首先平稳随后增加再平稳之后下降)

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(2013•黄州区一模)【生物一选修模块1:生物技术实践】

请回答下列与生物技术实践相关的问题:

(1)利用纤维素解决能源问题的关键是高性能纤维素酶的获取.科学家利用培养基从土壤中筛选出能分解纤维素的细菌,这类细菌经过大量培养后可以从中提取纤维素酶.

土壤中富含各种微生物,将土壤浸出液接种到特定培养基上,可得到能分解纤维素的细菌,实验室中获取纯净菌种常用的接种方法有 平板划线法 稀释涂布平板法

虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、 无机盐、碳源、氮源

(2)酵母菌是一种真菌,可用于制作果酒.

果汁发酵后是否产生酒精,可以用 重铬酸钾 来检验,在酸性条件下,该物质与酒精反应呈现特定的颜色.

酵母菌细胞固定化可大大提高生产效率.固定酵母菌细胞时首先需要将干酵母放入 蒸馏水 中活化;若制得的凝胶珠着色过浅,可能是 海藻酸钠浓度过低

(3)突变菌往往带有一些特殊的基因,在获得这些基因的过程中,PCR技术相当重要.PCR扩增反应中加入引物的作用是 使DNA聚合酶能够从引物的3端开始连接脱氧核苷酸

(4)加酶洗衣粉中有的加香精,高档洗衣粉中的香精是由植物芳香油制成的,目前从植物中提取芳香油的方法有 萃取法、蒸馏法、压榨法 等.

 

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(2013•石家庄二模)下表是探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂(分解)的设计思路:

组别    对照组    实验组

处理情况    不做处理的带落叶的土壤    处理过的带落叶的土壤

将等量的带落叶的土壤,用带有编号的相同塑料袋分别包扎好,并埋在5cm深的土壤中

请回答下列问题:

(1)对实验组土壤应该进行 灭菌 处理,尽可能排除 土壤微生物 的作用.

(2)探究土壤微生物中是否含有分解纤维素的细菌的实验过程中,应将土壤浸出液接种在以 纤维素粉 为唯一碳源的培养基上,这样的培养基属于 选择 培养基.

(3)纯化菌种时,为了得到单菌落,常采用的接种方式有两种,即 平板划线法 稀释涂布平板法 .并用 刚果红 (试剂)加以鉴别.当形成菌落以后可以根据菌落周围是否产生 透明圈 来筛选纤维素分解菌.

 

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(2013•东城区二模)农作物秸秆在生产实践中具有多种用途.在特定微生物产生的纤维素酶的催化下,秸秆中的纤维素可被分解为葡萄糖,经发酵后形成乙醇,再加工即可制成燃料乙醇,减少了人类生活对石油资源的依赖.请分析回答:

(1)欲从土壤中分离获取上述特定微生物,可采用稀释涂布法或 平板划线 法进行接种,所用培养基以纤维素为唯一碳源,目的是只允许能产生 纤维素酶 的微生物生长,而其他微生物均不能生长.在培养基中加入适量的刚果红染料,若观察到 菌落周围出现透明圈 即可初步筛选到目的菌.

(2)某研究人员经上述培养获得了三种微生物(甲、乙、丙),现通过如下实验比较三种微生物所产生纤维素酶的活性大小.

将甲、乙、丙三种微生物经离心等方法处理后,制成酶浓度相同的纤维素酶提取液,取等体积的三种提取液分别与等量的纤维素悬浮液混合,在相同且适宜的pH和温度条件下放置一段时间.

利用 斐林 试剂检测产物中的葡萄糖,并通过比较颜色深浅程度判断酶活性的大小.

实验结果如下:

    甲提取液    乙提取液    丙提取液

颜色深浅程度    +    +++    ++

注:“+”越多,颜色越深

由表分析,三种微生物产生的纤维素酶活性不同,最可能的原因是 不同酶的氨基酸序列不同(或不同酶的空间结构不同) .其中产生酶活性最强的微生物是

(3)农作物秸秆除用于生产燃料乙醇外,还可用于培育蘑菇和生产沼气等.下图为某生态农场的部分结构模式图.

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水稻、杂草在此生态系统的组成成分中属于 生产者 .输入到鸭体内的能量除通过呼吸作用以热能形式散失外,还用于鸭自身的 生长、发育、繁殖 等生命活动.在农业生产上,将蘑菇房与蔬菜大棚连通可提高蔬菜产量,增产的原因最可能是 蘑菇产生的CO2为蔬菜光合作用提供原料

(4)对农作物秸秆的充分利用可促进生态系统中物质在 生物群落与无机环境 之间不断地循环往返,同时合理调整了生态系统中的能量流动关系,有效缓解了燃烧秸秆造成的污染和浪费.

 

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(2014•河南模拟)聚羟基丁酸酯可被用于制造生物可降解塑料.如图是科研人员用微生物发酵技术以蔗糖为原料生产生物可降解塑料的过程示意图,请据图回答:

(1)制备筛选碱性天然菌种的培养基的一般步骤是:计算、称量、溶化、灭菌、 倒平板 .培养基中的蔗糖可以为微生物的生长提供 碳源 .该培养基除含有微生物所需的各种营养物质外,还应注意调整适宜的 PH

(2)为了获得纯净的培养物,实验用的培养基最好选用 高压蒸汽灭菌 法进行灭菌.

(3)为了检测菌液中活菌的数量是否适宜,可以采用 显微镜直接计数(稀释涂布平板法) 法进行计数,该方法计数的结果与实际数目相比 偏大(偏小) (偏大/偏小).

(4)为使微生物易于从发酵液中分离且达反复使用的目的,可采用 固定化细胞 技术进行处理.该技术通常采用的方法是 包埋法

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