Question

β-葡萄糖苷酶是微生物細(xì)胞分泌的一種纖維素酶，可催化纖維二糖水解為葡萄糖．已知在β-葡萄糖苷酶的催化下七葉苷分解產(chǎn)生的七葉素可與檸檬酸高鐵銨反應(yīng)形成黑色化合物，該反應(yīng)在培養(yǎng)基中產(chǎn)生的黑色圈可用來鑒定菌種．研究人員欲從土樣中分離篩選出產(chǎn)β-葡萄糖苷酶的菌株，并對(duì)該酶的特性進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究．
請(qǐng)分析并回答：
（1）富集與篩選：將適量土樣放入液體培養(yǎng)基中，37℃搖床震蕩培養(yǎng)．為獲得單菌落，可將上述菌液經(jīng)

 

后接種到固體培養(yǎng)基上．要想鑒定篩選的菌株，需在培養(yǎng)基中額外添加

 

．實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表：

菌種 結(jié)果	菌種1	菌種2	菌種3	菌種4	菌種5	菌種6
產(chǎn)酶時(shí)間（h）	2.5	5	5.5	2	2.5	5
黑色圈直徑大�。╟m）	1.00	0.90	0.75	1.10	0.75	0.80
顏色	+++	++	++	+++	+++	+

注：“+”的多少代表顏色的深淺
由表中結(jié)果分析，菌種

 

為最適菌種，理由是

 

．
（2）酶學(xué)特性研究：
①酶液的粗提�。簩⒑Y選出的菌種進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)液中的酵母膏和蛋白胨可為菌種提供

 

．培養(yǎng)一段時(shí)間后，要從培養(yǎng)液中分離得到β-葡萄糖苷酶，可采用

 

的方法對(duì)培養(yǎng)液進(jìn)行處理，得到的

 

即為粗提取的酶液．
②測(cè)定酶的酸堿穩(wěn)定性：β-葡萄糖苷酶催化的化學(xué)反應(yīng)速率可以通過測(cè)定

 

來表示．不同pH緩沖液中加入粗酶液后，在最適溫度下保溫1小時(shí)后測(cè)得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖：分析可知，pH范圍在

 

時(shí)，酶的pH穩(wěn)定性達(dá)80%以上，比較酸性和堿性環(huán)境對(duì)該酶的影響可知，此酶對(duì)

 

環(huán)境耐受性較差．

Answer 1

考點(diǎn)：微生物的分離和培養(yǎng),酶的存在和簡(jiǎn)單制作方法

專題：

分析：稀釋涂布平板法是將菌液進(jìn)行一系列的梯度稀釋，然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基表面，進(jìn)行培養(yǎng)；在稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的微生物將被分散成單個(gè)細(xì)胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)菌落．培養(yǎng)基一般含有水、碳源、氮源和無機(jī)鹽．根據(jù)題干信息“在β-葡萄糖苷酶的催化下七葉苷分解產(chǎn)生的七葉素可與檸檬酸高鐵銨反應(yīng)形成黑色化合物，該反應(yīng)在培養(yǎng)基中產(chǎn)生的黑色圈可用來鑒定菌種”，則選擇培養(yǎng)基中加入七葉苷和檸檬酸高鐵銨，黑色圈直徑最大、顏色很深說明產(chǎn)生菌種越理想．

解答： 解：（1）為獲β-葡萄糖苷酶是微生物單菌落，可將上述菌液經(jīng)梯度稀釋后接種到固體培養(yǎng)基上；七葉苷在β-葡萄糖苷酶的催化下分解產(chǎn)生七葉素，與檸檬酸高鐵銨反應(yīng)形成黑色化合物，則要鑒定篩選菌株，需在培養(yǎng)基中額外添加七葉苷和檸檬酸高鐵銨；由表中結(jié)果分析，菌種4產(chǎn)酶時(shí)間最短，形成黑色圈直徑最大、顏色最深，為最適菌種．
（2）①培養(yǎng)液中需要提供碳源、氮源、水和無機(jī)鹽，酵母膏和蛋白胨可為菌種提供碳源和氮源；要從培養(yǎng)液中分離得到β-葡萄糖苷酶，可采用離心的方法對(duì)培養(yǎng)液進(jìn)行處理，得到的上清液即為粗提取的酶液．
②根據(jù)題干信息“β-葡萄糖苷酶的催化下七葉苷分解產(chǎn)生的七葉素”，則β-葡萄糖苷酶催化的化學(xué)反應(yīng)速率可以通過測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中葡萄糖（七葉素）的生成量或單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中纖維二糖（七葉苷）的消耗量來表示；據(jù)圖分析，橫坐標(biāo)是不同pH，縱坐標(biāo)是酶的穩(wěn)定性，pH范圍在5～8時(shí)，酶的pH穩(wěn)定性達(dá)80%以上；而且該酶對(duì)堿性環(huán)境耐受性較差．
故答案為：（1）梯度稀釋     七葉苷和檸檬酸高鐵銨   4   產(chǎn)酶時(shí)間最短且黑色圈直徑最大、顏色很深
（2）①碳源和氮源    離心     上清液 
②單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中葡萄糖（七葉素）的生成量或答單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中纖維二糖（七葉苷）的消耗量    5～8    堿性

點(diǎn)評(píng)：本題考查微生物的培養(yǎng)等相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生識(shí)圖能力和判斷能力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問題和解決問題的能力．