Question

【題目】有研究者擬從中藥渣肥堆的樣本中篩選高產(chǎn)纖維素酶菌株，為纖維素酶制劑的研制提供原料。

請(qǐng)回答下列問題：

（1）從中藥渣肥堆中能分離出纖維素分解菌的原因是_________。纖維素分解菌能產(chǎn)生纖維素酶，纖維素酶由___________組成。

（2）從中藥渣肥堆中取樣后，需要選擇培養(yǎng)一段時(shí)間，其目的是________________；選擇培養(yǎng)時(shí)要對(duì)培養(yǎng)瓶定期振蕩，其目的是_________________________。

（3）若將纖維素分解菌內(nèi)的酶提取出來，進(jìn)行固定，一般不采用包埋法，原因是_______。

從酶的數(shù)量的角度分析，與固定化酶技術(shù)相比，固定化細(xì)胞固定的是______________。工業(yè)生產(chǎn)中，細(xì)胞的固定化是在____________環(huán)境中進(jìn)行的。

（4）篩選獲得纖維素酶高活性菌株 3 株，分別命名為 Z－1、Z－2 和 Z－3。在相同培養(yǎng)基培養(yǎng)相同時(shí)間后，測(cè)得 3 種菌株的菌落直徑與產(chǎn)生的透明圈直徑結(jié)果如下表：

培養(yǎng)基中的纖維素能與_____________產(chǎn)生紅色復(fù)合物，纖維素被分解后，就會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。由表中可知，_______________菌株纖維素酶的活性最強(qiáng)。

Answer 1

【答案】纖維素分解菌大多分布在富含纖維素的環(huán)境中，而中藥渣富含纖維素 C1、CX、葡萄糖苷酶 增加目的（纖維素分解）菌的數(shù)量 增加培養(yǎng)液內(nèi)的氧氣含（溶解）量、讓培養(yǎng)液與菌體充分接觸 酶分子較小，容易從包埋材料中漏出來 多酶系統(tǒng)(或一系列酶或多種酶） 嚴(yán)格無菌 剛果紅 Z-2

【解析】

（1）分解纖維素的微生物的分離，實(shí)驗(yàn)原理是：①纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少包括三種組分，即C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶；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；②剛果紅可與纖維素形成紅色復(fù)合物，但并不和纖維素水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生顏色反應(yīng)；當(dāng)纖維素被纖維素酶水解后，剛果紅-纖維素復(fù)合物就無法形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。實(shí)驗(yàn)流程是：取樣→選擇培養(yǎng)→梯度稀釋→涂布平板→挑選菌落。纖維素分解菌大多分布在富含纖維素的環(huán)境中，因此采集樣品時(shí)，可以選擇纖維素豐富的環(huán)境；通過選擇培養(yǎng)可以增加目的菌的數(shù)量，以確保能夠從樣品中分離得到所需要的微生物。（2）固定化酶和固定化細(xì)胞是利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。細(xì)胞個(gè)大，難以被吸附或結(jié)合，因此固定化細(xì)胞多采用包埋法，而且固定的是多酶系統(tǒng)；酶分子很小，容易從包埋材料中漏出，所以固定化酶更適合采用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法，而且固定的是一種酶。如果希望反復(fù)使用固定化細(xì)胞，就需要避免其他微生物的污染，所以工業(yè)生產(chǎn)中，細(xì)胞的固定化是在嚴(yán)格無菌的條件下進(jìn)行的。（3）表中透明圈直徑和菌落直徑的比值表示纖維素酶的活性，該比值越大，說明纖維素酶的活性越高。

(1). 纖維素分解菌大多分布在富含纖維素的環(huán)境中，而中藥渣富含纖維素，因此從中藥渣肥堆中能分離出纖維素分解菌。纖維素酶是一種復(fù)合酶，由C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶組成。

(2) 從中藥渣肥堆中取樣后，為了能夠從樣品中分離得到所需要的纖維素分解菌，需要選擇培養(yǎng)一段時(shí)間，其目的是增加纖維素分解菌的數(shù)量。振蕩培養(yǎng)能提高培養(yǎng)液中溶解氧的含量，同時(shí)可使菌體與培養(yǎng)液充分接觸，提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率。

(3) 由于酶分子較小，容易從包埋材料中漏出來，所以固定化酶時(shí)，一般不采用包埋法。固定化細(xì)胞固定的是多酶系統(tǒng)(或一系列酶或多種酶）。為了避免其他微生物的污染，工業(yè)生產(chǎn)中，細(xì)胞的固定化是在嚴(yán)格無菌環(huán)境中進(jìn)行的。

(4)剛果紅可與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復(fù)合物，當(dāng)纖維素被纖維素酶水解后，剛果紅-纖維素復(fù)合物就無法形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。透明圈直徑和菌落直徑的比值表示纖維素酶的活性，據(jù)此分析表中信息可知：Z-2菌株的透明圈直徑和菌落直徑的比值最大，所以Z-2菌株纖維素酶的活性最強(qiáng)。