Question

【題目】地球上的植物每年產生纖維素超過70億噸，其中40%-60%能被土壤中的某些微生物分解利用。工業生產中可利用纖維素分解菌將纖維素分解，隨后接種酵母菌轉化成新的能源物質一一乙醇，進一步利用接種醋酸桿菌產生醋酸，食用醋的主要成分。工業生產這兩種成分的基本工藝流程如圖所示。請回答：

(l)在發酵罐I內，纖維素分解菌能夠分泌纖維素酶，該酶可將纖維素分解為葡萄糖。纖維素酶是由三種復合酶組成，其中____酶可將纖維糖分解為葡萄糖。

(2)在過程②篩選纖維素分解菌時，常常采用平板劃線法和____法進行純化。兩種方法的共同點是____，用來篩選纖維素分解菌的培養基中含有Na2HPO4和KH2PO4，其作用有_______。（答出兩點）

(3)發酵罐II內的發酵溫度應為_________________，發酵一定時間后，觀察到發酵罐內液而不再有____，說明發酵基本完畢。發酵罐II內和發酵罐III內除了嚴格控制溫度、PH外，發酵罐Ⅲ內還需要提供____。

(4)若II罐中的酒全部流經III罐制成醋，III罐中CO2的產生量是____。

A．甲罐的兩倍 B．與甲罐的相等 C．甲罐的一半 D．幾乎為零

Answer 1

【答案】葡萄糖苷酶 稀釋涂布平板法 把聚集在一起的細菌分散成單個，培養后得到單個菌落 為細菌生長提供無機營養，作為緩沖劑維持細胞生長過程中的PH穩定 18-25℃ 氣泡產生 氧氣 D

【解析】

1、分解纖維素的微生物的分離

(1)纖維素酶

①組成：纖維素酶是一種復合酶，一般認為它至少包括三種組分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。

②作用

纖維素纖維二糖葡萄糖

(2)纖維素分解菌的篩選

①原理

　　　　　　　　纖維素分解菌

　　　　　　　　　　　↓

→紅色復合物紅色消失，出現透明圈

②篩選方法：剛果紅染色法，即通過是否產生透明圈來篩選纖維素分解菌。

③培養基：以纖維素為唯一碳源的選擇培養基。

2、果酒和果醋的制作原理與發酵條件

	果酒制作	果醋制作
菌種	酵母菌	醋酸菌
菌種 來源	附著在葡萄皮上的野生型酵母菌	變酸酒表面的菌膜
發酵過程	有氧條件下，酵母菌通過有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O；無氧條件下，酵母菌通過無氧呼吸產生酒精：C6H12O62C2H5OH＋2CO2	氧氣、糖源充足時： C6H12O6＋2O22CH3COOH＋2CO2＋2H2O； 缺少糖源、氧氣充足時： C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O
溫度	一般酒精發酵18～25 ℃，繁殖最適為20 ℃左右	最適為30～35 ℃
氣體	前期：需氧，后期：無氧	需要充足的氧氣
時間	10～12天	7～8天

3、兩種純化細菌方法的比較

項目	優點	缺點
平板劃線法	可以觀察菌落特征，對混合菌進行分離	不能計數
稀釋涂布平板法	可以計數，可以觀察菌落特征	吸收量較少，較麻煩，平板不干燥效果不好，容易蔓延

4、題圖分析：植物秸稈中富含纖維素，經過預處理后和經過篩選得到的纖維素分解菌在發酵罐Ⅰ中發發酵，纖維素分解菌分泌纖維素酶，在纖維素酶的作用下，植物秸稈中的纖維素最終分解成葡萄糖，葡萄糖在發酵罐Ⅱ經過酵母菌的發酵產生乙醇，乙醇在發酵罐Ⅲ中被醋酸桿菌氧化成醋酸。

(l)在發酵罐I內，纖維素分解菌能夠分泌纖維素酶，該酶可將纖維素分解為葡萄糖。纖維素酶是由三種復合酶組成，其中葡萄糖苷酶可將纖維糖分解為葡萄糖。

(2)在過程②篩選纖維素分解菌時，常常采用平板劃線法和稀釋涂布平板法進行純化。兩種方法的共同點是把聚集在一起的細菌分散成單個，培養后得到單個菌落，用來篩選纖維素分解菌的培養基中含有Na2HPO4和KH2PO4（這些都是無機鹽，又是磷酸一氫鹽和磷酸二氫鹽），其作用有為細菌生長提供無機營養，作為緩沖劑維持細胞生長過程中的pH穩定。

(3）發酵罐II內的發酵溫度應為18-25℃ ，發酵一定時間后，觀察到發酵罐內液而不再有氣泡產生，說明發酵基本完畢。發酵罐II內和發酵罐III內除了嚴格控制溫度、PH外，發酵罐Ⅲ內還需要提供氧氣。

(4)若II罐中的酒全部流經III罐制成醋，酒精氧化成醋酸是利用醋酸桿菌有氧呼吸得到的，但這一過程不產生CO2，因此III罐中CO2的產生量幾乎為零，所以選D。