Question

【題目】枯草芽孢桿菌盛產蛋白酶，后者在生物醫藥和日用化工等生產領域具有重要的經濟價值。 為篩選枯草芽孢桿菌的蛋白酶高產株，將分別浸過不同菌株（a～e）的分泌物提取液及無菌水（f）的無菌圓紙片置于含某種高濃度蛋白質的平板培養基表面；在37℃恒溫箱中放置2～3天，結果如圖1。圖2是枯草芽孢桿菌的蛋白酶和其它酶的熱穩定性數據，即酶在不同溫度下保溫足夠長的時間，再在酶活性最高的溫度下測其酶活性。請回答問題：

（1）與酵母細胞相比，枯草芽孢桿菌在結構上的主要區別是_____ 。

（2）在培養包括枯草芽孢桿菌在內的異養型微生物時，培養基營養成分應包括水、_____ （選用序號組合回答：①淀粉 ②蛋白質 ③生長因子 ④葡萄糖 ⑤無機鹽），培養枯草芽孢桿菌時，常用搖床進行培養，其好處是_____ ；配制圖1培養基的基本步驟是_____ 。

（3）大規模產業化生產應首選的菌株是_____ （用字母回答）；菌株b提取物周圍沒有形成明顯清晰區的可能原因是____。

（4）在該蛋白酶的工業化生產過程中，通常需對發酵液在60～70℃保溫一定時間，再制備酶制劑。在60～70℃保溫一定時間的作用是_____。

Answer 1

【答案】沒有細胞核（沒有核膜） ②③④⑤（或①②③⑤） 增加培養液中的溶氧量 使菌株與培養液充分接觸，有利于物質的交換 計算→稱量→熔解→調 pH→滅菌→倒平板 a ①不能合成蛋白酶或合成的蛋白酶量不足；②合成的蛋白酶不分泌或分泌量不足；③分泌的蛋白酶活性低 大幅度降低發酵液中其他酶的活性

【解析】

微生物的營養成分主要有：碳源、氮源、水和無機鹽等。大多數微生物是異養生物，在培養微生物時需要滿足其生長的溫度、pH和氧氣等條件。枯草芽孢桿菌能夠產生大量的蛋白酶，此酶在生物醫藥和日用化工等生產領域具有重要的經濟價值。某科研小組利用含某種高濃度蛋白質的培養基，篩選枯草芽孢桿菌的蛋白酶高產株。培養基中出現的透明圈越大，說明該菌分解蛋白質的能力越強。

（1）酵母菌為真核生物，枯草芽孢桿菌為原核生物，故與酵母細胞相比，枯草芽孢桿菌在結構上的主要區別是沒有核膜包被的細胞核。

（2）由于淀粉和葡萄糖都屬于糖類，能提供有機碳源，蛋白質能提供氮源，所以在培養包括枯草芽孢桿菌在內的異養型微生物時，培養基營養成分應包括水和①淀粉、②蛋白質、③生長因子和⑤無機鹽或水和②蛋白質、③生長因子、④葡萄糖和⑤無機鹽。枯草芽孢桿菌為需氧型微生物，培養枯草芽孢桿菌時，常用搖床進行培養，其好處是增加培養液中的溶氧量，使菌株與培養液充分接觸，有利于物質的交換。圖1為固體培養基，配制圖1培養基的基本步驟是計算→稱量→熔解→調pH→滅菌→倒平板。
（3）根據題意和圖1分析可知：a周圍的透明圈最大，說明分泌的蛋白酶最多，所以大規模產業化首選的菌株是a。菌株b提取物周圍沒有形成明顯清晰區的原因是：①不能合成蛋白酶或合成的蛋白酶量不足；②合成的蛋白酶不分泌或分泌量不足；③分泌的蛋白酶活性低。
（4）根據題意和圖2分析可知：在60～70℃時，其它酶的相對活性明顯比蛋白酶的相對活性低，所以保溫一定時間的作用是大幅度降低發酵液中其他酶的活性