Question

【題目】某些農(nóng)作物秸稈富含纖維素，纖維素經(jīng)過(guò)水解可以形成葡萄糖，葡萄糖再經(jīng)過(guò)發(fā)酵可以生產(chǎn)酒精。如圖是利用農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)酒精的大致流程，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)農(nóng)作物秸稈含有豐富的纖維素，纖維素要經(jīng)過(guò)纖維素分解菌分解成葡萄糖。人們常常是從土壤中分離纖維素分解菌。分離纖維素分解菌常用的方法是_________________。其實(shí)驗(yàn)流程是：土壤取樣→選擇培養(yǎng)→_________________→將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上→挑選產(chǎn)生______________的菌落。

(2)纖維素分解菌能合成纖維素酶，纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少含有三種組分，即_________________、_________________、___________________。前兩種酶使纖維素分解成______________________，第三種酶將它分解成葡萄糖。

(3)在分離纖維素分解菌的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需要染色環(huán)節(jié)。該染色法有兩種：第一種是先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)；第二種是在____________________時(shí)就加入剛果紅。但使用第二種方法有兩個(gè)明顯缺點(diǎn)，它們是①________________________________________________________________________；

②_____________________________________________。

(4)通過(guò)上述過(guò)程，只能是初步判定分離出了分解纖維素的微生物。為了確定是纖維素分解菌，還需要進(jìn)行_______________________________的實(shí)驗(yàn)。纖維素酶的測(cè)定方法一般是對(duì)纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的__________________進(jìn)行定量的測(cè)定。

(5)圖中發(fā)酵階段常用的菌種是酵母菌，在酒精發(fā)酵時(shí)一般將溫度控制在________℃。發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生，可以用_______________來(lái)檢驗(yàn)。

(6)利用葡萄能生產(chǎn)果酒，進(jìn)而生產(chǎn)果醋，生產(chǎn)果醋常用的菌種是醋酸桿菌，醋酸桿菌與酵母菌在代謝類型上的區(qū)別是_______________________________________。

Answer 1

【答案】剛果紅染色法 梯度稀釋 透明圈 C1酶 Cx酶 葡萄糖苷酶 纖維二糖 倒平板 產(chǎn)生淀粉酶的微生物也產(chǎn)生模糊透明圈 有些微生物能降解色素，形成明顯的透明圈 發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶 葡萄糖 18～25 酸性重鉻酸鉀 醋酸桿菌是好氧型的，酵母菌是兼性厭氧型

【解析】

1、剛果紅染色法特指纖維素的染色法，剛果紅能與纖維素形成紅色復(fù)合物，對(duì)纖維二糖和葡萄糖無(wú)作用；在含有纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅，剛果紅能與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復(fù)合物，當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后，剛果紅-纖維素的復(fù)合物就無(wú)法形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈，可用此來(lái)鑒別纖維素或纖維素分解菌的分解作用。
2、分離纖維素分解菌的實(shí)驗(yàn)流程是：土壤取樣→選擇培養(yǎng)→梯度稀釋→將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上→挑選產(chǎn)生透明圈的菌落。
3、纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少含有三種組分，即C1酶、Cx酶、葡萄糖苷酶，前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。
4、酵母菌在酒精發(fā)酵時(shí)一般將溫度控制在18-25℃。
5、在酸性條件下，重鉻酸鉀與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色。
6、酵母菌的代謝類型是異養(yǎng)兼性厭氧型，醋酸桿菌的代謝類型是異養(yǎng)好氧型。

（1）剛果紅能與纖維素形成紅色復(fù)合物，而剛果紅對(duì)纖維二糖和葡萄糖無(wú)此作用，分離纖維素分解菌常用的方法是剛果紅染色法。其實(shí)驗(yàn)流程是土壤取樣→選擇培養(yǎng)→梯度稀釋→將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上→挑選產(chǎn)生透明圈的菌落。

（2）纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少含有三種組分，即C1酶、Cx酶、葡萄糖苷酶，其中的C1酶和Cx酶使纖維素分解成纖維二糖，葡萄糖苷酶將纖維二糖分解成葡萄糖。

（3）在分離纖維素分解菌的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要染色，染色法有兩種：第一種是先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)；第二種是在倒平板時(shí)就加入剛果紅。但使用第二種方法有兩個(gè)明顯缺點(diǎn)，①產(chǎn)生淀粉酶的微生物也產(chǎn)生模糊透明圈，②有些微生物能降解色素，形成明顯的透明圈，所以根據(jù)透明圈的情況獲得的纖維素分解菌的純度不是100%。

（4）為了確定是纖維素分解菌，還需要進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實(shí)驗(yàn)。纖維素酶的測(cè)定方法一般是對(duì)纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進(jìn)行定量的測(cè)定。

（5）利用酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵時(shí)一般將溫度控制在18～25℃。酸性重鉻酸鉀與酒精反應(yīng)形成灰綠色，故發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生，可以用酸性重鉻酸鉀來(lái)檢驗(yàn)。

（6）醋酸桿菌的代謝類型為異養(yǎng)需氧型，酵母菌既能進(jìn)行有氧呼吸又能進(jìn)行無(wú)氧呼吸，其代謝類型為異養(yǎng)兼性厭氧型。所以醋酸桿菌與酵母菌在代謝類型上的區(qū)別是：醋酸桿菌是好氧型的，酵母菌是兼性厭氧型的。