Question

4．回答下列微生物相关问题
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，提高秸秆的利用价值．为了增强发酵效果，研究人员拟从牛胃中筛选出纤维素酶高产菌株，并对其降解纤维素能力进行研究．请回答下列问题：
（1）在样品稀释和涂布平板的步骤中，下列选项不需要的是B
A．酒精灯        B．显微镜      C．培养皿      C．无菌水
（2）为了培养上述菌株，选择的培养基配方是BCEFG（多选）
A．葡萄糖   B．纤维素   C．氮源   D．纤维素酶   E．琼脂    F．无机盐   G．蒸馏水
（3）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培养基表面的菌悬液会出现积液，导致菌体堆积，影响分离效果．
（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（见右图）．
图中降解圈大小与纤维素酶的量与活性有关．
图中降解纤维素能力最强的菌株是①（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条件下进行发酵，测得发酵液中酶活性的结果见下图，推测菌株J4更适合用于人工瘤胃发酵．

（6）纯化微生物培养时，可采用两种接种方法．下图为接种后微生物培养的效果图，那么，获得图A效果的接种方法是稀释涂布平板法，图B效果的接种方法是平板划线法．

（7）微生物在生命科学研究实践中有着广泛的用途，如作为人类健康第三大杀手的糖尿病的治疗往往需要大量胰岛素，但是人体胰岛素含量很低，所以其生产中，一般通过基因工程手段，将化学方法人工合成的胰岛素基因通过运载体导入大肠杆菌细胞中，然后通过发酵工程快速生产大量的胰岛素，下列有关叙述不正确的是DE（多选）
A．快速生产的原因可能是因为大肠杆菌作为微生物，体积小，相对面积大，物质交换速度快，代谢速率快，生产胰岛素速度也快．
B．快速生产的原因可能是因为大肠杆菌作为原核生物可以边转录边翻译．
C．快速生产的原因可能是因为大肠杆菌在繁殖时为无性生殖，繁殖速度快，短时间内可以培养出大量有产生胰岛素能力的菌种
D．大肠杆菌发酵生产的胰岛素无需加工，可以直接应用于临床治疗糖尿病．
E．胰岛素对Ⅱ型糖尿病的治疗效果比对Ⅰ型糖尿病的治疗效果更佳．

Answer 1

分析 微生物培养的关键是无菌操作．微生物培养过程中除考虑营养条件外，还要考虑pH、温度和渗透压等条件，需对培养基和培养皿进行消毒．可以通过稀释涂布平板法或显微镜计数法进行统计计数．
刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌．刚果红可以在细菌菌落形成前倒平板时加入，也可以在菌落形成后加入．若在细菌菌落形成前倒平板时加入刚果红，则所加刚果红要进行灭菌，以防杂菌的侵入，影响纤维素分解菌菌落的形成；若在菌落形成后加入刚果红，则不需要灭菌．

解答 解：（1）在样品稀释和涂布平板步骤中，需要使用酒精灯、培养皿无菌水等，但不需要显微镜，故选：B．
（2）根据题意可知，分离获得产纤维素酶菌需要使用选择培养基，该培养基为固体培养基，其中必须添加琼脂．其中纤维素（秸杆）需要作为该培养基中的唯一碳源．还需要N源、水无机盐、生长因子，故选：BCEFG．
（3）在涂布平板时，由于培养基表面的菌悬液会出现积液，导致菌体堆积，影响分离效果，所以滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多．
（4）在刚果红培养基平板上，筛到了几株有透明降解圈的菌落，降解圈大小与纤维素酶的多少和活性有关．纤维素酶的量越多，活性越强，分解的纤维素越多，透明降解圈越大，所以图中降解纤维素能力最强的菌株是①．
（5）由于胃部PH值较低，根据题意和图示分析可知，发酵过程会产热和产酸，J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高，所以推测菌株J4更适合用于人工瘤胃发酵．
（6）微生物培养的两种接种方法有稀释涂布平板法、平板划线法和穿刺接种法，根据培养的效果图可以断定A是稀释涂布平板法，B是平板划线法．
（7）由于大肠杆菌是原核细胞，转录和翻译同时进行；无性生殖，繁殖速度快；体积小，相对面积大，物质交换速度快，代谢速率快，因此大肠杆菌可作为转基因的受体细胞，生产胰岛素速度也快，ABC正确；
D．大肠杆菌发酵生产的胰岛素需要加工处理，才可以应用于临床治疗糖尿病，D错误；
E、Ⅰ型糖尿病患者，胰岛素分泌不足，胰岛素受体正常；Ⅱ型糖尿病患者，胰岛素分泌正常，胰岛素受体不足．因此胰岛素对Ⅰ型糖尿病的治疗效果更佳，E错误．
故选：DE．
故答案为：
（1）B 
（2）BCEFG
（3）培养基表面的菌悬液会出现积液，导致菌体堆积，影响分离效果
（4）量与活性   ①
（5）J4  
（6）稀释涂布平板法     平板划线法  
（7）ED

点评 本题考查微生物分离与培养的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．