地球上的植物每年產(chǎn)生的纖維素超過(guò)70億噸,其中40%~60%能被土壤中某些微生物分解利用,這是因?yàn)樗鼈兡軌虍a(chǎn)生纖維素酶。已知?jiǎng)偣t是一種染料,它可以與像纖維素這樣的多糖物質(zhì)形成紅色復(fù)合物,但并不與水解后的纖維二糖、葡萄糖等發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)我們?cè)诤欣w維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅時(shí),剛果紅與纖維素形成紅色復(fù)合物;而當(dāng)纖維素被纖維素分解菌分解后,復(fù)合物就無(wú)法形成,培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以這些菌為中心的透明圈。為從富含纖維素的土壤中分離獲得纖維素分解菌的單菌落,某同學(xué)設(shè)計(jì)了甲、乙兩種培養(yǎng)基(成分見(jiàn)表)。回答下列問(wèn)題:
|
酵母膏 |
無(wú)機(jī)鹽 |
淀粉 |
纖維素粉 |
瓊脂 |
剛果紅溶液 |
水 |
培養(yǎng)基甲 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
培養(yǎng)基乙 |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
+ |
注:“+”表示有,“-”表示無(wú)
(1)據(jù)表判斷,培養(yǎng)基
甲
甲
可用于分離和鑒別纖維素分解菌,原因是
其含有纖維素粉和剛果紅溶液,可形成紅色復(fù)合物,當(dāng)纖維素被分解時(shí),紅色復(fù)合物消失
其含有纖維素粉和剛果紅溶液,可形成紅色復(fù)合物,當(dāng)纖維素被分解時(shí),紅色復(fù)合物消失
。
(2)對(duì)纖維素分解菌進(jìn)行純培養(yǎng),制備培養(yǎng)基要進(jìn)行倒平板操作,待平板冷凝后,要將平板倒置,其主要原因是
防止培養(yǎng)皿蓋的冷凝水落入培養(yǎng)基造成污染
防止培養(yǎng)皿蓋的冷凝水落入培養(yǎng)基造成污染
。
(3)利用纖維素解決能源問(wèn)題的關(guān)鍵是高性能纖維素酶的獲取。請(qǐng)完善實(shí)驗(yàn)方案,并回答相關(guān)問(wèn)題。
①實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕容^三種微生物所產(chǎn)生的纖維素酶的活性。
②實(shí)驗(yàn)原理:纖維素酶催化纖維素分解為葡萄糖,葡萄糖與
斐林試劑
斐林試劑
試劑產(chǎn)生
磚紅色沉淀
磚紅色沉淀
的顏色深淺可表示葡萄糖的生成量,葡萄糖的生成量可表示酶活性大小。
③實(shí)驗(yàn)材料:三種微生物(A、B、C)培養(yǎng)物的纖維素酶提取液,提取液中酶濃度相同。
④實(shí)驗(yàn)步驟:
a.取四支試管,分別編號(hào)為1、2、3、4;
b.按表內(nèi)要求完成相關(guān)操作;
管號(hào) 試劑/mL |
1 |
2 |
3 |
4 |
蒸餾水 |
1.4 |
1.4 |
1.4 |
1.5 |
pH為7.5的緩沖液 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
纖維素懸浮液 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
微生物A提取液 |
0.1 |
— |
— |
— |
微生物B提取液 |
— |
0.1 |
— |
— |
微生物C提取液 |
— |
— |
0.1 |
— |
總體積 |
2.0 |
2.0 |
2.0 |
2.0 |
c.將上述四支試管在適宜溫度下水浴保溫lh;
d.在上述四支試管中分別加入檢測(cè)試劑搖勻后,將試管在50~65℃水浴中加熱2min;
e.觀察比較四支試管的顏色變化及其顏色深淺。
⑤實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
項(xiàng)目 |
微生物A提取液 |
微生物B提取液 |
微生物C提取液 |
顏色深淺程度 |
+ |
+++ |
++ |
⑥分析討論:
上述結(jié)果表明,不同來(lái)源的纖維素酶,雖然酶濃度相同,但活性不同。你認(rèn)為上述三種微生物中,最具有應(yīng)用開(kāi)發(fā)價(jià)值的是
微生物B
微生物B
,原因是
微生物B提取液對(duì)應(yīng)的顏色程度最深,說(shuō)明其產(chǎn)生的酶的活性最高
微生物B提取液對(duì)應(yīng)的顏色程度最深,說(shuō)明其產(chǎn)生的酶的活性最高
。