Question

7．農(nóng)作物秸稈在生產(chǎn)實踐中具有多種用途．在特定微生物產(chǎn)生的纖維素酶的催化下，秸稈中的纖維素可被分解為葡萄糖，經(jīng)發(fā)酵后形成乙醇，再加工即可制成燃料乙醇，減少了人類生活對石油資源的依賴．請分析回答：
（1）欲從土壤中分離獲取上述特定微生物，可采用稀釋涂布法或平板劃線法進(jìn)行接種，所用培養(yǎng)基以纖維素為唯一碳源，目的是只允許能產(chǎn)生纖維素酶的微生物生長，而其他微生物均不能生長．在培養(yǎng)基中加入適量的剛果紅染料，若觀察到菌落周圍出現(xiàn)透明圈即可初步篩選到目的菌．
（2）某研究人員經(jīng)上述培養(yǎng)獲得了三種微生物（甲、乙、丙），現(xiàn)通過如下實驗比較三種微生物所產(chǎn)生纖維素酶的活性大�。�
①將甲、乙、丙三種微生物經(jīng)離心等方法處理后，制成酶濃度相同的纖維素酶提取液，取等體積的三種提取液分別與等量的纖維素懸浮液混合，在相同且適宜的pH和溫度條件下放置一段時間．
②利用斐林試劑檢測產(chǎn)物中的葡萄糖，并通過比較顏色深淺程度判斷酶活性的大小．
③實驗結(jié)果如下：

	甲提取液	乙提取液	丙提取液
顏色深淺程度	+	+++	++

注：“+”越多，顏色越深
由表分析，三種微生物產(chǎn)生的纖維素酶活性不同，其根本的原因是決定這3種酶的DNA（基因）不同．其中產(chǎn)生酶活性最強(qiáng)的微生物是乙．
（3）農(nóng)作物秸稈除用于生產(chǎn)燃料乙醇外，還可用于培育蘑菇和生產(chǎn)沼氣等．下圖為某生態(tài)農(nóng)場的部分結(jié)構(gòu)模式圖．
水稻、雜草在此生態(tài)系統(tǒng)的組成成分中屬于生產(chǎn)者．輸入到鴨體內(nèi)的能量除通過呼吸作用以熱能形式散失外，還用于鴨自身的生長、發(fā)育、繁殖等生命活動．在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，將蘑菇房與蔬菜大棚連通可提高蔬菜產(chǎn)量，增產(chǎn)的原因最可能是蘑菇產(chǎn)生的CO₂為蔬菜光合作用提供原料．
 （4）稻田生態(tài)系統(tǒng)中的分解者能將鴨的糞便分解成無機(jī)物以促進(jìn)水稻的生長．鴨的引入增加了稻田生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)結(jié)構(gòu)（食物鏈和食物網(wǎng)）的復(fù)雜性，從而使該生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)功能提高．

Answer 1

分析 接種最常用的方法是平板劃線法和稀釋涂布平板法．接種的目的是使聚集在一起的微生物分散成單個細(xì)胞，并在培養(yǎng)基表面形成單個細(xì)菌繁殖而成的子細(xì)胞群體--菌落；剛果紅染色法篩選纖維素分解菌的原理：剛果紅是一種染料，它可以與像纖維素這樣的多糖物質(zhì)形成紅色復(fù)合物，但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)．當(dāng)我們在含有纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅時，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)合物就無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈．這樣，我們就可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌．

解答 解：
（1）可采用稀釋涂布法或平板劃線法接種微生物．培養(yǎng)基以纖維素為唯一碳源，作為選擇培養(yǎng)基，選擇能產(chǎn)生纖維素酶的微生物．纖維素被分解后，剛果紅-纖維素復(fù)合物不能形成，培養(yǎng)基出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈．
（2）②檢測還原糖用的試劑是斐林試劑，顏色越深說明還原糖越多．
③三種微生物產(chǎn)生的纖維素酶活性不同，取決于蛋白質(zhì)的不同，影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不同的原因是氨基酸的排列順序或蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同．
（3）水稻、雜草是自氧型生物，在生態(tài)系統(tǒng)的組成成分中屬于生產(chǎn)者．能量流動包括輸入、傳遞和散失，輸入到鴨體內(nèi)的能量除通過呼吸作用以熱能形式散失外，還用于鴨自身的生長、發(fā)育、繁殖等生命活動．在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，將蘑菇房與蔬菜大棚連通，蘑菇產(chǎn)生的CO₂為蔬菜光合作用提供原料，可提高蔬菜產(chǎn)量．
（4）稻田生態(tài)系統(tǒng)中，根據(jù)物質(zhì)循環(huán)的功能，鴨的糞便被分解者分解為無機(jī)物，再被水稻吸收，促進(jìn)水稻的生長．鴨在生態(tài)系統(tǒng)中屬于消費(fèi)者，鴨的引入，可增加了稻田生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)結(jié)構(gòu)（食物鏈和食物網(wǎng)）的復(fù)雜性．結(jié)構(gòu)決定功能，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)的功能越強(qiáng)．
故答案為：
（1）平板劃線  纖維素酶                     菌落周圍出現(xiàn)透明圈
（2）斐林    決定這3種酶的DNA（基因）不同      乙
（3）生產(chǎn)者     生長、發(fā)育、繁殖   蘑菇產(chǎn)生的CO₂為蔬菜光合作用提供原料
（4）分解者     無機(jī)物    營養(yǎng)結(jié)構(gòu)（食物鏈和食物網(wǎng)）   能量流動和物質(zhì)循環(huán)

點評 本題考查了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能、微生物的培養(yǎng)的相關(guān)知識，意在考查考生能理解所學(xué)知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系；理論聯(lián)系實際，綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決自然界和社會生活中的一些生物學(xué)問題的能力和從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力．