Question

7．从远古到现代，从传统发酵到分子生物学实验，生物技术一直与我们的生活息息相关．请运用所学知识回答下列与生物技术实践相关的问题．

（1）在图甲所示的两个发酵瓶中装入等量的葡萄汁进行果酒制作实验，若在A装置的通气口补充无菌空气，B装置将通气口密封，那么一段时间后，能获得葡萄酒的是B装置，发酵是否成功可用重铬酸钾对发酵产物进行检验确认．
（2）图乙是胡萝卜素提取粗品鉴定结果示意图，该鉴定实验的方法叫做纸层析法．从胡萝卜中提取胡萝卜素，常用脂溶性有机溶剂作为溶剂，原因是胡萝卜素是脂溶性物质．
（3）在微生物学中，将只允许特定种类的微生物生长的培养基称为选择培养基．后期进行菌落统计时，一般选择菌落数在30-300间的平板进行计数，但统计的菌落数往往比活菌的实际数目少．
（4）纤维素是一种由葡萄糖糖首尾相连而成的高分子化合物．土壤中某些微生物能够分解纤维素是由于该微生物能产生纤维素酶．
（5）与微生物培养相比，植物组织培养所用的培养基常需添加的植物激素是生长素和细胞分裂素．
（6）在样品稀释和涂布平板步骤中，下列选项不需要的是③（填序号）．
①酒精灯  ②培养皿  ③显微镜  ④无菌水
（7）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条件下进行检测，得到发酵液中酶活性的结果见图，推测菌株J4更适合用于牛体中人工瘤胃发酵．

Answer 1

分析 1、参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型．果酒制作的原理：
（1）在有氧条件下，反应式如下：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量；             
（2）在无氧条件下，反应式如下：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2CO₂+2C₂H₅OH+能量．
2、微生物常见的接种的方法
①平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养．在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落．
②稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落．
3、植物芳香油的提取方法：蒸馏法、压榨法和萃取等．
（1）蒸馏法：芳香油具有挥发性．把含有芳香油的花、叶等放入水中加热，水蒸气能将挥发性较强的芳香油携带出来，形成油水混合物；冷却后，油水混合物又会重新分成油层和水层，除去水层便得到芳香油，这种提取方法叫蒸馏法．
根据蒸馏过程中原料放置的位置的标准，将水蒸气蒸馏法划分为水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏．
（2）萃取法：这种方法需要将新鲜的香花等植物材料浸泡在乙醚、石油醚等低沸点的有机溶剂中，是芳香油充分溶解，然后蒸去低沸点的溶剂，剩下的就是芳香油．
（3）压榨法：在橘子、柠檬、甜橙等植物的果皮中，芳香油的含量较多，可以用机械压力直接榨出，这种提取方法叫压榨法．

解答 解：（1）酵母菌通过无氧呼吸将葡萄糖分解为酒精，而A装置通入空气会抑制酵母菌的无氧呼吸，不能产生酒精，B装置没有空气，酵母菌可进行无氧呼吸产生酒精．酵母菌无氧呼吸产生的酒精可用酸性重铬酸钾来检测，溶液的颜色由橙色变成灰绿色．
（2）胡萝卜素提取粗品鉴定时采用纸层析法．胡萝卜素为橘黄色结晶，胡萝卜素是脂溶性物质，易溶于石油醚等脂溶性有机溶剂，可以使用石油醚作为萃取剂．
（3）选择培养基是指在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基．后期进行菌落统计时，一般选择菌落数在30-300间的平板进行计数，但由于多个细菌也可形成一个菌落，因此统计的菌落数往往比活菌的实际数目少．
（4）土壤中某些微生物能够分解纤维素是由于该微生物能产生纤维素酶．
（5）与微生物培养相比，植物组织培养的培养基常需添加植物激素，主要有生长素和细胞分裂素．
（6）在样品稀释和涂布平板步骤中，需要用到是酒精灯、培养皿和无菌水，不需要的是显微镜．
（7）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．
故答案为：
（1）B   重铬酸钾   　
（2）纸层析法    脂溶性有机溶剂     胡萝卜素是脂溶性物质
（3）选择    30-300       少
（4）纤维素酶
（5）生长素和细胞分裂素
（6）③
（7）J4

点评 本题主要考查从生物材料中提取某些特定的成分、利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物的分离培养，意在考查能否掌握相关的操作技能的实验能力．