Question

回答下列關(guān)于微生物和酶的問題．
Ⅰ．某微生物實驗中使用的發(fā)酵培養(yǎng)液成分如表：

培養(yǎng)液成分	葡萄糖	蛋白胨	牛肉膏	酵母汁	NaCl	K2HPO4	半胱氨酸	微量元素
含量（g/L）	20	4	2	1	2	1.5	0.5	適量

（1）上述培養(yǎng)液含有的微生物營養(yǎng)物質(zhì)有水、無機鹽和

 

．
（2）培養(yǎng)基配制時，培養(yǎng)基滅菌采用的最適方法是

 

，滅菌與調(diào)pH的先后順序是

 

．
Ⅱ．氫氣是一種清潔能源，可由產(chǎn)氫菌群無氧發(fā)酵產(chǎn)生．科研人員從厭氧活性污泥中獲得產(chǎn)氫菌群，并利用硫酸纖維素鈉和聚二甲基二烯丙基氯化銨能形成中空微膠囊的特性將其固定化．在此基礎(chǔ)上比較固定化產(chǎn)氫菌和游離產(chǎn)氫菌的菌體濃度隨時間的變化、不同溫度條件下氫氣產(chǎn)率的變化，結(jié)果如圖所示．據(jù)圖回答問題．

（3）本實驗中，獲得固定化產(chǎn)氫菌采用的方法稱為

 

．
（4）由圖1可知，與游離的產(chǎn)氫菌相比，固定化的產(chǎn)氫菌培養(yǎng)后菌體濃度增加較，其主要原因是

 

．
（5）由圖2可知，固定化產(chǎn)氫菌生產(chǎn)氫氣的優(yōu)勢表現(xiàn)在氫氣產(chǎn)率高、

 

．
（6）固定化酶是從20世紀60年代迅速發(fā)展起來的一種技術(shù)．科研人員用海藻酸鈉作為包埋劑來固定小麥酯酶，以研究固定化酶的相關(guān)性質(zhì)和最佳固定條件．酶活力為固定化酶催化化學反應(yīng)的總效率，包括酶活性和酶的數(shù)量．如圖甲、乙、丙為部分研究結(jié)果．下列有關(guān)敘述中，正確的是

 

（多選）．

A．由甲圖可知，固定化酯酶比游離酯酶對溫度變化適應(yīng)性更強
B．由乙圖可知，濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好
C．由丙圖可知，固定化酯酶一般可重復(fù)使用3次，之后若繼續(xù)使用則酶活力明顯下降
D．固定化酶的酶活力較高，主要原因是增大了酶與底物的接觸面積．

Answer 1

考點：微生物的分離和培養(yǎng),微生物的利用

專題：

分析：1、固定化技術(shù)包括包埋法、物理吸附法和化學結(jié)合法（交聯(lián)法），由于細胞相對于酶來說更大，難以被吸附或結(jié)合，因此多采用包埋法．固定化細胞既能與反應(yīng)物接觸，又能與反應(yīng)物分離，還可以重復(fù)利用．
2、滅菌是指利用強烈的理化因素殺滅物體內(nèi)外所有微生物，包括芽孢和孢子；高溫殺菌可以破壞蛋白質(zhì)、核酸等高分子化合物的活性，可分為灼燒滅菌、干熱滅菌和高壓蒸汽滅菌．細菌培養(yǎng)過程中接種針、接種環(huán)等金屬用具采用火焰灼燒滅菌，培養(yǎng)基進行高壓蒸氣滅菌，玻璃器皿進行干熱滅菌；高壓蒸汽滅菌鍋是滅菌的一個設(shè)備，一般壓力在100KPa，溫度在121℃的條件下，維持15-30分鐘用于培養(yǎng)基的滅菌．培養(yǎng)基一般含有水、碳源、氮源和無機鹽．
3、分析甲、乙、丙圖：甲圖中固定化酶與游離酶相比，對溫度變化的適應(yīng)性更強且應(yīng)用范圍較廣．乙圖曲線表明濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好，此時的酶活力最高；當海藻酸鈉濃度較低時包埋不緊密，酶分子容易漏出，數(shù)量不足，因此酶活力較低．由丙圖可知，固定化酶的活力隨使用次數(shù)的增多而下降，且在使用3次以后，酶活力顯著下降．

解答： 解：（1）培養(yǎng)基的成分包括水、無機鹽、碳源、氮源及生長因子．
（2）培養(yǎng)基配置的一般步驟為計算→稱量→溶化→調(diào)pH→滅菌→倒平板，配置好的培養(yǎng)基用高壓蒸汽滅菌．
（3）根據(jù)題干“利用硫酸纖維素鈉和聚二甲基二烯丙基氯化銨能形成中空微膠囊的特性將其固定化”，則固定化產(chǎn)氫菌采用的方法稱為包埋法．
（4）由圖1可知，固定化的產(chǎn)氫菌培養(yǎng)后菌體濃度增加較快，主要原因是微膠囊是中空的，有利于形成無氧的環(huán)境，便于產(chǎn)氫菌的生長繁殖．
（5）由圖2可知，固定化產(chǎn)氫菌生產(chǎn)氫氣的優(yōu)勢是氫氣產(chǎn)率高、對溫度變化適應(yīng)性更強．
（6）A、由甲圖可知，當溫度變化時，游離酶的酶活力比固定化酶變化明顯，說明固定化酯酶比游離酯酶對溫度變化適應(yīng)性更強且應(yīng)用范圍較廣，故A正確；
B、當海藻酸鈉濃度較低時，凝膠的孔徑較大，固定化酶容易流失，所以酶活較低，濃度大難以形成凝膠珠，故B正確；
C、由丙圖可知，當使用次數(shù)多于3次時，酶活力顯著下降，故C正確；
D、固定化酶優(yōu)點是不溶于水，易于產(chǎn)物分離，可反復(fù)使用，能連續(xù)化生產(chǎn)且穩(wěn)定性好，故D錯誤．
故選：ABC．
故答案為：（1）碳源、氮源、生長因子
（2）高壓蒸汽滅菌；先調(diào)PH后滅菌
（3）包埋法
（4）快微膠囊有利于形成無氧的環(huán)境，便于產(chǎn)氫菌的生長繁殖
（5）對溫度變化適應(yīng)性更強（或更耐高溫）
（6）A、B、C

點評：本題以產(chǎn)氫菌為素材，考查固定化細胞、培養(yǎng)基、滅菌等相關(guān)知識，考查學生的分析實驗結(jié)果和圖文信息轉(zhuǎn)換能力，從課外材料中獲取相關(guān)的生物學信息，并能運用這些信息，結(jié)合所學知識解決相關(guān)的生物學問題．