Question

【題目】下圖1表示研究人員為篩選纖維素酶高產(chǎn)菌株進行的相關實驗流程，其中透明圈是微生物在固體培養(yǎng)基上消耗特定營養(yǎng)物質形成的。圖2、圖3是研究纖維素酶的最適溫度和熱穩(wěn)定性的結果。請回答下列問題：

（1）本實驗中，選擇蘑菇培養(yǎng)基質作為纖維素酶高產(chǎn)菌株的來源，這是因為______。

（2）篩選用的培養(yǎng)基應以纖維素作為______，并在配制培養(yǎng)基時加入瓊脂作為______。篩選時應選擇D/d較大的菌株，因為這一指標值越大說明_________越強。

（3）研究纖維素酶的熱穩(wěn)定性時，首先將纖維素酶液置于35～65℃的不同溫度條件下保溫2h，再取上述溫度處理的和未經(jīng)保溫處理的纖維素酶液，在______℃條件下測定纖維素酶的催化速率，計算______。

（4）生產(chǎn)中使用該纖維素酶時，最好將溫度控制在40℃左右，原因是______。

Answer 1

【答案】蘑菇培養(yǎng)基質中富含纖維素，會聚集較多的纖維素分解菌 唯一碳源 凝固劑 單體菌體產(chǎn)生的纖維素酶活性 50 酶活性殘留率 該溫度下，纖維素酶的熱穩(wěn)定性高，作用時間持久，且酶活性相對較高

【解析】

分解纖維素的微生物的分離：
（1）實驗原理：
①土壤中存在著大量纖維素分解酶，包括真菌、細菌和放線菌等，它們可以產(chǎn)生纖維素酶。纖維素酶是一種復合酶，可以把纖維素分解為纖維二糖，進一步分解為葡萄糖使微生物加以利用，故在用纖維素作為唯一碳源的培養(yǎng)基中，纖維素分解菌能夠很好地生長，其他微生物則不能生長。
②在培養(yǎng)基中加入剛果紅，可與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復合物，當纖維素被分解后，紅色復合物不能形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈，從而可篩選纖維素分解菌。
（2）實驗過程：
土壤取樣：采集土樣時，應選擇富含纖維素的環(huán)境；
梯度稀釋：用選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)，以增加纖維素分解菌的濃度；
涂布平板：將樣品涂布于含剛果紅的鑒別纖維素分解菌的固體培養(yǎng)基上；
挑選產(chǎn)生中心透明圈的菌落：產(chǎn)生纖維素酶的菌落周圍出現(xiàn)透明圈，從產(chǎn)生明顯的透明圈的菌落上挑取部分細菌，并接種到纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基上，在30～37℃條件下培養(yǎng)，可獲得較純的菌種。

（1）由于蘑菇培養(yǎng)基質中富含纖維素，會聚集較多的纖維素分解菌，故選擇蘑菇培養(yǎng)基質作為纖維素酶高產(chǎn)菌株的來源。
（2）篩選用的培養(yǎng)基應以纖維素作為唯一碳源；并在配制培養(yǎng)基時加入瓊脂作為凝固劑；應篩選時應選擇透明圈較大的菌株，因為這一指標值越大說明單個菌體產(chǎn)生的纖維素酶的活性越強。
（3）研究纖維素酶的熱穩(wěn)定性時，首先將纖維素酶液置于35～65℃的不同溫度條件下保溫2h，再取上述不同溫度處理的纖維素酶液和未經(jīng)保溫處理的纖維素酶液，并在50℃下測定纖維素酶的催化速率；計算酶活性殘留率。
（4）由圖可知：由于40℃時，纖維素酶的熱穩(wěn)定性高，作用時間持久，且酶活性相對較高，故生產(chǎn)中使用該纖維素酶時，最好將溫度控制在40℃左右。