Question

【題目】漆酶是真菌、細(xì)菌中的氧化酶，可用于有毒化合物的生物消除。某研究小組為提高產(chǎn)漆酶菌株(C1)的產(chǎn)酶量，對(duì)其培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化研究。

Ⅰ.培養(yǎng)基成分的優(yōu)化研究：為確定最佳的營(yíng)養(yǎng)成分組合，科研人員配制了9組以A、B為主要營(yíng)養(yǎng)成分的培養(yǎng)基，并添加0.04%的愈創(chuàng)木酚(被氧化后呈紅褐色)。接種C1培養(yǎng)后，結(jié)果如表所示。

實(shí)驗(yàn)組	營(yíng)養(yǎng)成分		培養(yǎng)結(jié)果(mm)
	A(20:gL)	B(2.84gL)	顯色圈直徑
1	葡萄糖	蛋白胨	37
2	葡萄糖	(NH4)2SO4	49
3	葡萄糖	KNO3	23
4	蔗糖	蛋白胨	25
5	蔗糖	(NH4)2SO4	52
6	?	?	32
7	麥芽糖	蛋白胨	58
8	麥芽糖	(NH4)2SO4	56
9	麥芽糖	KNO3	55

（1）實(shí)驗(yàn)組6中的成分A、B分別是_________________________________________。

（2）據(jù)培養(yǎng)結(jié)果分析，營(yíng)養(yǎng)成分的最佳組合是實(shí)驗(yàn)組________，闡述理由： _________。

Ⅱ.培養(yǎng)基pH的優(yōu)化研究：選取最佳營(yíng)養(yǎng)成分組合，配制成pH為3.0、5.0、7.0的三種液體培養(yǎng)基，接種等量C1并培養(yǎng)一段時(shí)間，定期取樣測(cè)定培養(yǎng)基中漆酶量(以酶活性表示)，結(jié)果如圖所示。

（1）調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH應(yīng)在________(填編號(hào))進(jìn)行。

①滅菌前　②滅菌后倒平板前　③倒平板后接種前 ④接種后

（2）據(jù)圖分析，為獲得最多的漆酶，最佳方案是________________。

Ⅲ.經(jīng)過(guò)一系列培養(yǎng)環(huán)境的優(yōu)化，C1產(chǎn)酶量有所提高，在此基礎(chǔ)上，要獲得產(chǎn)酶量更高的菌株應(yīng)用到生產(chǎn)上，可采取的育種方法是誘變育種，請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路： __________________________________；從突變的不定向性角度預(yù)測(cè)觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：_______________________。

Answer 1

【答案】蔗糖、KNO3 7 顯色圈直徑最大，說(shuō)明被漆酶氧化的愈創(chuàng)木酚最多，產(chǎn)酶量最高 ① 將C1接種于pH＝5.0的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，并于第6天提取漆酶 將誘變得到的C1培養(yǎng)在含有蔗糖、KNO3和愈創(chuàng)木酚的pH＝5.0的培養(yǎng)基中，選出顯色圈大的菌株作為生產(chǎn)用菌株 在培養(yǎng)基中可能有顯色圈較大的菌株，也可能有顯色圈較小的菌株

【解析】

1.培養(yǎng)基的成分包括碳源、氮源、水、無(wú)機(jī)鹽和生長(zhǎng)因子。碳源分為有機(jī)碳源和無(wú)機(jī)碳源，有機(jī)碳源如糖類、脂肪酸、花生餅粉等，無(wú)機(jī)碳源如二氧化碳、碳酸氫鈉等；氮源分為有機(jī)氮源和無(wú)機(jī)氮源，有機(jī)氮源如尿素、牛肉膏、蛋白胨等，無(wú)機(jī)氮源如氨、銨鹽、硝酸鹽等；無(wú)機(jī)鹽提供除了碳和氮以外的元素。

2.培養(yǎng)基的配制流程：計(jì)算、稱量、溶化、調(diào)pH、滅菌和倒平板。

3.微生物的選擇原理：人為提供有利于目的菌株生長(zhǎng)的條件（包括營(yíng)養(yǎng)、溫度和pH值等），同時(shí)阻止或者抑制其他微生物的生長(zhǎng)。篩選微生物使用的培養(yǎng)基為選擇培養(yǎng)基，在培養(yǎng)基中加入某種特定的成分，允許特定的微生物生長(zhǎng)，抑制其他微生物生長(zhǎng)。

Ⅰ.（1）根據(jù)表格可知，9組實(shí)驗(yàn)組分成三組探究營(yíng)養(yǎng)成分A對(duì)產(chǎn)漆酶菌株的影響，每一組中有探究營(yíng)養(yǎng)成分B對(duì)產(chǎn)漆酶菌株的影響，A的成分包括葡萄糖、蔗糖和麥芽糖，B的成分包括蛋白胨、(NH4)2SO4和KNO3，因此實(shí)驗(yàn)組6中的成分A、B分別是蔗糖、KNO3。

（2）據(jù)培養(yǎng)結(jié)果分析可知，顯色圈直徑最長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)成分的最佳組合是實(shí)驗(yàn)組7，在實(shí)驗(yàn)組中產(chǎn)漆酶菌株顯色圈直徑最大，說(shuō)明被漆酶氧化的愈創(chuàng)木酚最多，酶活力最高。

Ⅱ.（1）根據(jù)培養(yǎng)基的配制流程可知，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH應(yīng)在①滅菌前，這樣不會(huì)導(dǎo)致在進(jìn)行此過(guò)程時(shí)被雜菌感染。

（2）據(jù)上圖分析，為獲得最多的漆酶，C1的最佳培養(yǎng)方案是將C1接種于pH5.0培養(yǎng)基中，并于第6天提取，該培養(yǎng)方案的酶活力最大。

Ⅲ.（1）要獲得產(chǎn)酶更高的菌株，可以采用誘變育種方法，即誘導(dǎo)菌株突變?cè)龠M(jìn)行篩選。實(shí)驗(yàn)思路如下：將誘變得到的C1培養(yǎng)在含有蔗糖、KNO3和愈創(chuàng)木酚的pH＝5.0的培養(yǎng)基中，選出顯色圈大的菌株作為生產(chǎn)用菌株。由于基因突變具有不定向的特點(diǎn)，因此在培養(yǎng)基中可能有顯色圈較大的菌株，也可能有顯色圈較小的菌株。