《2025年资源库高中生物人教版》

例449 [全国乙2023·39]某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是：先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中，喷水浸润、接种菌T，培养一段时间后，再用清水淋洗秸秆堆（清水淋洗时菌T不会流失），在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵（酒精发酵）。实验流程如图5-1-17所示。回答下列问题：
（1）在粉碎的秸秆中接种菌T，培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解，其原因是________。
（2）采用液体培养基培养酵母菌，可以用淋洗液为原料制备培养基，培养基中还需要加入氮源等营养成分，氮源的主要作用是________（答出1点即可）。通常，可采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。在使用该方法时，为了达到良好的灭菌效果，需要注意的事项有________（答出2点即可）。
（3）将酵母菌接种到灭菌后的培养基中，拧紧瓶盖，置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目的是________。但是在酵母菌发酵过程中，还需适时拧松瓶盖，原因是________。发酵液中的乙醇可用________溶液检测。
（4）本实验收集的淋洗液中的________可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵生产乙醇相比，本实验中乙醇生产方式的优点是________（答出2点即可）。

答案： （1）菌T能够产生纤维素酶，纤维素酶可将纤维素分解
（2）用于合成蛋白质、核酸等含氮化合物 将待灭菌的物品放置不宜过紧，否则影响灭菌效果；必须将冷空气充分排出，否则温度达不到规定温度，影响灭菌效果（或灭菌时要在一定的温度和压力下维持一定的时间等）
（3）为酵母菌进行无氧呼吸产生乙醇创造无氧条件 乙醇发酵有$CO_2$产生，拧松瓶盖可以放出$CO_2$，避免因瓶内气压过大引起危险 酸性重铬酸钾
（4）葡萄糖 节约粮食，实现了废物利用（或减少环境污染等）

例450 [广东新高考]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。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，在适宜的营养物质浓度、温度、pH条件下发酵，结果发现发酵液中菌株H细胞密度和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________。

答案： （1）唯一碳源 稀释涂布平板 诱变育种、基因工程育种
（2）60g/L的高盐浓度可抑制绝大多数微生物生长繁殖；pH为10的强碱性条件也不利于其他微生物生长（或该条件下，菌株H可正常进行发酵活动）
（3）氧气
（4）蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等