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高中生物学
/
1.
(2023高二下·宁波期末)
味精的主要成分是谷氨酸的钠盐,目前主要利用谷氨酸棒杆菌发酵生产谷氨酸。为了提高谷氨酸产量,科研人员不断优化培养条件,以获得最佳发酵工艺。回答下列问题:
(1) 纯种菌株的获取:采集5cm深的土壤样品,与适量的无菌水充分混合形成
,采用
法将菌液接种到细菌选择性培养基平板上,通过观察菌落形态,从平板上挑取生长较好的谷氨酸棒杆菌的
,转入培养基临时保存。
(2) 菌株的培养:将斜面培养基上保存的谷氨酸棒杆菌接种到
培养基中,32℃摇床培养,以达到
菌株的目的。每隔一段时间利用
,在显微镜下计算样品中谷氨酸棒杆菌的数量,了解菌株的生长周期,并通过初筛、复筛,确定谷氨酸棒杆菌菌株具有高产谷氨酸的能力。
(3) 发酵条件的优化:在基础发酵培养基的基础上,科研人员利用不同碳源种类(葡萄糖、蔗糖)、无机氮源种类(尿素、硝酸钾)、初始pH(5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5)探究谷氨酸棒杆菌产生谷氨酸量的联合影响,实验结果如下图。
根据实验结果,选择
组合获得的谷氨酸产量最高,这可作为最优发酵条件。此外,温度对发酵的影响是多方面的,原因是
(写出2点即可)。
(4) 谷氨酸棒杆菌的发酵:为了满足工业大规模发酵的需要,往往在接种发酵之前,对菌种进行
。根据菌株的生长周期及发酵进程,需要及时向发酵罐内添加
,满足谷氨酸棒杆菌的生长需求,以提高谷氨酸产量。发酵90小时后,发酵罐内的谷氨酸浓度不再增加,可停止发酵。因此,合适的发酵周期是
小时。
(5) 谷氨酸的获得:发酵结束后,需对发酵液的产物进行分离、
,获得的谷氨酸需要进行质量检查,进一步加工合格后才能成为产品。
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