人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃，可用来发酵处理秸秆，提高秸秆的营养价值。为了增强发酵效果，研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株，并对其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题：

1. 人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃，可用来发酵处理秸秆，提高秸秆的营养价值。

为了增强发酵效果，研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株，并对其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题：

(1) 在样品稀释和涂布平板步骤中，下列选项不需要的是 (填序号)。

①酒精灯 ②培养皿 ③显微镜 ④无菌水

(2) 在涂布平板时，滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是。

(3) 向试管内分装含琼脂的培养基时，若试管口粘附有培养基，需要用酒精棉球擦净的原因是。

(4)

刚果红可以与纤维素形成红色复合物，但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。研究人员在刚果红培养基平板上，筛到了几株有透明降解圈的菌落(见下图)。图中降解圈大小与纤维素酶的有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是 (填图中序号)。

(5)

研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株 J1 和 J4，在不同温度和 pH 条件下进行发测得发酵液中酶活性的结果见下图，推测菌株更适合用于人工瘤胃发酵，理是。

【考点】

微生物的分离和培养; 微生物发酵及其应用;

【答案】

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综合题普通

1. 研究人员在某造纸厂附近土壤采样筛选出菌株H，以玉米芯（玉米棒脱粒后的剩余部分，含较多的木聚糖）为原料，在实验室发酵生产木寡糖等高附加值低聚糖，以期提高玉米的整体利用价值。

(1) 生产实践中，常在碱性的条件下高温处理玉米芯以提取木聚糖。为筛选出能耐高温耐碱性的木聚糖分解菌H，首先制备以木聚糖为的固体培养基，调节培养基pH=10.0，然后将土壤加入含有的锥形瓶中稀释，用法将菌种稀释液接种到培养基，在50℃环境中培养以获得单菌落。

(2) 基于菌株H的特性，研究人员设计了如上图所示的发酵设备，该设备的控制系统需感应等理化性质的变化，以保证良好的发酵环境。

(3) 该设备以一定的速度在加料口不断添加新的培养基，同时又以同样速度在出料口放出旧的培养基，可大大提高生产效率，原因是（答出两点即可）。

(4) 该设备处理玉米芯与将玉米芯进行焚烧处理相比，优点是（答出两点即可）。

综合题普通

2. 回答下列（1）、（2）小题：

(1) 镇江香醋具有醋香浓郁、风味纯正、色浓而味鲜，且久存其质不变等特点。这种传统酿造是用含有多种微生物的大曲（麦曲）为糖化发酵剂所进行，这些微生物主要有乳酸菌、醋酸菌、葡萄球菌、大肠杆菌和酵母菌等，其中属于真核生物。其独特的风味与镇江的环境有关外，还在于发酵产生了复杂多样的代谢产物，更在于发酵所用的造成发酵产品具有特殊的原因。为了了解某时期发酵液中醋酸菌的量，要用计数；可在发酵液中加入，这是采用方法将发酵产物中的乳酸进行分离提纯。

(2) 能产生天然药物的某X植物细胞易被Y病毒感染，但某Z细菌具有抗Y病毒的能力。该细菌对病毒具有免疫力的原因是一方面有抗Y病毒的基因，其表达的能把该病毒蛋白水解成氨基酸，另一方面该细菌内有，可使该病毒的DNA切成许多短片段。从该细菌中分离出抗Y病毒的基因，要用到电泳技术，电泳时常使用凝胶作为介质，凝胶的孔隙可起的作用，加样孔一端朝向极。将分离到的基因与Ti质粒重组，导入农杆菌，再整合到Y植物细胞的中，经筛选，并培养获得抗Y病毒的大量X植物细胞，生产大量的天然药物。

综合题普通

3. [选修1：生物技术实践]

中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，以糖蜜（甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖）为原料，在实验室发酵生产pHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整体利用价值。工艺流程如图。

回答下列问题：

(1) 为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖作为，并不断提高其浓度，经多次传代培养（指培养一段时间后，将部分培养物转入新配的培养基中继续培养）以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用的方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。此外，选育优良菌株的方法还有等。（答出两种方法即可）

(2) 基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，其培养基盐浓度设为60g/L，pH为10，菌株H可正常持续发酵60d以上。该系统不需要灭菌的原因是。（答出两点即可）

(3) 研究人员在工厂进行扩大培养，在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵，结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和pHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中可能是高密度培养的限制因素。

(4) 菌株H还能通过分解餐厨垃圾（主要含蛋白质、淀粉、油脂等）来生产pHA，说明其能分泌。

综合题困难