2020-2021學(xué)年高中生物專(zhuān)題2微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用課題3分解纖維素的微生物的分離練習(xí)（全國(guó)通用版）選修1 （經(jīng)典實(shí)用）

1、課題3 分解纖維素的微生物的分離1纖維素酶可以將下列哪種物質(zhì)分解()A牛肉片B魚(yú)片C濾紙條 D塑料條解析：纖維素酶只能使纖維素分解，本題中只有C項(xiàng)濾紙條的主要成分是纖維素，所以可以將濾紙條分解。答案：C2下列環(huán)境中，纖維素分解菌含量最高的是()A熱帶雨林中的土壤 B寒帶森林中的土壤C花盆中 D荒漠地區(qū)解析：生物與環(huán)境是相互依存的，纖維素含量高的環(huán)境，纖維素分解菌含量較多。答案：A3纖維素、纖維素酶和控制纖維素酶合成的物質(zhì)，它們的基本組成單位依次是()A葡萄糖、葡萄糖和氨基酸B葡萄糖、氨基酸和核苷酸C氨基酸、氨基酸和核苷酸D淀粉、蛋白質(zhì)和核酸解析：纖維素是多糖，其基本組成單位是葡萄糖；纖維素酶是

2、蛋白質(zhì)，其基本組成單位是氨基酸；控制酶合成的物質(zhì)是DNA，其基本組成單位是核苷酸。答案：B4在從土壤中分享出分解纖維素的微生物的實(shí)驗(yàn)中，先進(jìn)行選擇培養(yǎng)，再進(jìn)行剛果紅染色法分離。先選擇培養(yǎng)的目的是()A濃縮目標(biāo)菌種B除去雜菌，獲得能分解纖維素的純菌種C殺滅不需要的微生物D在微生物的菌落上獲得纖維素分解菌種解析：在選擇培養(yǎng)的條件下，可以使那些能夠適應(yīng)這種營(yíng)養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應(yīng)這種營(yíng)養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到濃縮目標(biāo)菌種的作用，但是不能得到單一菌種。該培養(yǎng)基中的化學(xué)成分不能殺滅微生物。選擇培養(yǎng)時(shí)用液體培養(yǎng)基，微生物在培養(yǎng)液中繁殖，不能獲得目標(biāo)菌落。答案：A5現(xiàn)在大力

3、提倡無(wú)紙化辦公，但是每年仍然不可避免地產(chǎn)生大量的廢紙。廢紙的主要成分是木質(zhì)纖維，人類(lèi)正努力將其轉(zhuǎn)化為一種新的資源乙醇。如下圖是工業(yè)上利用微生物由纖維素生產(chǎn)乙醇的基本工藝流程，請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題：(1)自然界中環(huán)節(jié)需要的微生物大多分布在_的環(huán)境中。將從土壤中獲得的微生物培養(yǎng)在以_為唯一碳源、并加入_的培養(yǎng)基上，篩選周?chē)衉的菌落。(2)在如上所述的篩選過(guò)程中獲得了三個(gè)菌落，對(duì)它們分別培養(yǎng)，并完成環(huán)節(jié)，且三種等量酶液中酶的濃度相同，則你認(rèn)為三種酶液的活性_(填“一定相同”“不一定相同”或“一定不同”)，可以通過(guò)_進(jìn)行定量測(cè)定。(3)根據(jù)測(cè)定結(jié)果，環(huán)節(jié)常選擇木霉，則中獲得的酶是_酶。(4)生產(chǎn)中可以滿足

4、環(huán)節(jié)的常見(jiàn)菌種是_，為了確保獲得產(chǎn)物乙醇，環(huán)節(jié)要注意_。解析：(1)富含纖維素的土壤中，含有大量以纖維素為碳源的纖維素分解菌。剛果紅能與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復(fù)合物，當(dāng)纖維素分解后，復(fù)合物無(wú)法形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈，通過(guò)此方法來(lái)篩選纖維素分解菌。(2)酶液中蛋白質(zhì)的濃度相同，酶的活性不一定相同，可通過(guò)檢測(cè)分解纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖量是否相等來(lái)鑒定其活性是否相同。(3)木霉能產(chǎn)生纖維素酶，可以將纖維素分解。(4)在酒精發(fā)酵中常用的微生物是酵母菌，在接種過(guò)程中一定要避免雜菌污染。乙醇是酵母菌無(wú)氧發(fā)酵的產(chǎn)物，發(fā)酵過(guò)程中一定要保持無(wú)氧的環(huán)境。答案：(1)富含纖維素(其他答案

5、合理也可，如落葉較多等)纖維素剛果紅透明圈(2)不一定相同對(duì)纖維素酶分解纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖(3)纖維素(4)酵母菌發(fā)酵裝置的密閉性(或保證無(wú)氧條件等)A級(jí)基礎(chǔ)鞏固1微生物體內(nèi)能夠使纖維素分解成纖維二糖的酶是()AC1酶和Cx酶BC1酶和葡萄糖苷酶CCx酶和葡萄糖苷酶DC1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶解析：纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括三種組分，其中C1酶和Cx酶能將纖維素分解成纖維二糖，而葡萄糖苷酶能將纖維二糖分解成葡萄糖。答案：A2當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后，會(huì)在培養(yǎng)基中出現(xiàn)一些透明圈，這些透明圈是()A剛果紅與纖維素形成的復(fù)合物B纖維素分解后的葡萄糖C由纖維素酶聚集在一起形成的D以纖維素分解菌

6、為中心形成的解析：剛果紅與纖維素反應(yīng)形成紅色復(fù)合物，當(dāng)有纖維素分解菌生長(zhǎng)時(shí)，菌落周?chē)睦w維素被分解，形成透明圈。答案：D3要將能分解纖維素的細(xì)菌從土壤中分離出來(lái)，應(yīng)將它們接種在()A加入指示劑的鑒別培養(yǎng)基上B含有蛋白胨的固體培養(yǎng)基上C只含纖維素粉而無(wú)其他碳源的選擇培養(yǎng)基上D含四大營(yíng)養(yǎng)要素的培養(yǎng)基上解析：選擇纖維素分解菌的培養(yǎng)基中應(yīng)含有該種菌生長(zhǎng)發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng)條件，其他菌種在這種培養(yǎng)基中不能生存。答案：C4通過(guò)分離分解纖維素的微生物實(shí)驗(yàn)，對(duì)分解纖維素的微生物進(jìn)行了初步的篩選，這只是分離提純的第一步，還需要進(jìn)行()A發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實(shí)驗(yàn)B提取纖維二糖的實(shí)驗(yàn)C濃縮纖維素分解菌的實(shí)驗(yàn)D提取葡萄糖的實(shí)驗(yàn)

7、解析：為確定得到的是纖維素分解菌，還需進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實(shí)驗(yàn)，纖維素酶的測(cè)定方法一般是采用對(duì)纖維素酶分解濾紙等纖維素后產(chǎn)生的葡萄糖進(jìn)行定量測(cè)定。答案：A5從土壤中篩選纖維素分解菌的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)正確的是()A土壤取樣梯度稀釋稀釋涂布平板發(fā)酵培養(yǎng)B土壤取樣選擇培養(yǎng)稀釋涂布平板挑選菌落C土壤取樣梯度稀釋選擇培養(yǎng)挑選菌落D土壤取樣梯度稀釋稀釋涂布平板選擇培養(yǎng)挑選菌落解析：土壤取樣之后，應(yīng)先經(jīng)過(guò)選擇培養(yǎng)，以增大目的菌株的濃度，然后為避免一個(gè)培養(yǎng)基上的菌落太多，需進(jìn)行稀釋涂布平板。答案：B6關(guān)于纖維素酶的敘述中，錯(cuò)誤的是()A牛、羊等草食動(dòng)物可以合成纖維素酶，從而利用纖維素B纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括C

8、1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶三種組分C纖維素可被纖維素酶水解成葡萄糖，為微生物提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)D分解纖維素的細(xì)菌、真菌、放線菌，都是通過(guò)產(chǎn)生纖維素酶來(lái)分解纖維素的解析：牛、羊等草食動(dòng)物不能合成纖維素酶，它們之所以能利用纖維素是因?yàn)樗鼈兊牧鑫钢杏性S多微生物可分泌纖維素酶；纖維素被纖維素酶分解后的產(chǎn)物是葡萄糖，葡萄糖可作為微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；能分解纖維素的微生物都能產(chǎn)生纖維素酶，它們通過(guò)纖維素酶來(lái)分解纖維素。答案：AB級(jí)能力訓(xùn)練7纖維素是自然界分布最廣、含量最多的一種多糖，馬、牛等食草動(dòng)物具有消化纖維素的能力，請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：(1) 與培養(yǎng)土壤中分離的纖維素分解菌相比，培養(yǎng)馬胃中分離出的纖維素分解菌要調(diào)整培

9、養(yǎng)基的pH，還要保證_條件。配制好的培養(yǎng)基培養(yǎng)前應(yīng)采用_法進(jìn)行滅菌處理。從功能上看，該培養(yǎng)基是_培養(yǎng)基。 (2) 給錐形瓶?jī)?nèi)的培養(yǎng)液接種時(shí)應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行，防止_污染培養(yǎng)基。對(duì)無(wú)菌操作時(shí)用到的玻璃器皿要用_的方法徹底滅菌。 (3) 某同學(xué)使用劃線法分離純化菌株，經(jīng)一段時(shí)間培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)有的線上長(zhǎng)滿了菌，有的線上無(wú)菌落，造成這種情況的原因可能是劃線操作時(shí)_。 (4) 將篩選培養(yǎng)的纖維素分解菌破碎后，用_的方法可將纖維素酶溶液與其他細(xì)胞成分分離開(kāi)。纖維素酶能催化纖維素分解為還原性的葡萄糖，根據(jù)這一特性，可用_試劑判斷提取物是否起到了降解纖維素的作用。 答案：(1)無(wú)氧高壓蒸汽滅菌選擇(2)雜菌干

10、熱滅菌(3)接種環(huán)灼燒后未冷卻(4)離心斐林8發(fā)酵工程是通過(guò)大量培養(yǎng)微生物以生產(chǎn)某種產(chǎn)品。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1) 欲從多種微生物中分離某種細(xì)菌并抑制其他微生物的生長(zhǎng)，應(yīng)使用_培養(yǎng)基。純化菌種時(shí)可采用比較簡(jiǎn)單的_法進(jìn)行接種，接種操作應(yīng)在_進(jìn)行。 (2) 純化的菌種常采用固體斜面培養(yǎng)基臨時(shí)保藏，該方法保存的時(shí)間較_，而且菌種易_。常用的凝固劑是_。 (3) 從培養(yǎng)基所含的成分來(lái)看，從土壤中分離出固氮菌的培養(yǎng)基特點(diǎn)是_，從土壤中分離出纖維素分解菌的培養(yǎng)基特點(diǎn)是_。 解析：(1)分離微生物常用選擇培養(yǎng)基。純化菌種常用平板劃線法。為保證無(wú)菌操作，接種應(yīng)在酒精燈火焰旁進(jìn)行。(2)采用臨時(shí)保藏法時(shí)，菌種容易

11、被污染或產(chǎn)生變異，因此該方法保存的時(shí)間不長(zhǎng)。培養(yǎng)基常用的凝固劑是瓊脂。(3) 分離土壤中的自身固氮菌選用選擇培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基中不應(yīng)該含有氮源。要分離土壤中的纖維素分解菌，經(jīng)常用以纖維素為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基，若要鑒別是否分離出了纖維素分解菌則應(yīng)使用加入了剛果紅的鑒別培養(yǎng)基，觀察是否有透明圈產(chǎn)生。答案：(1) 選擇平板劃線酒精燈火焰旁(2) 短被污染和發(fā)生變異瓊脂(3) 不含有氮源以纖維素為唯一碳源并含有剛果紅染液9植物的秸稈、枝葉等纖維物質(zhì)是可再生資源，以纖維素類(lèi)物質(zhì)生成燃料乙醇的研究越來(lái)越受重視。纖維素酶糖化法是目前常用的方法，其操作過(guò)程如圖所示：(1)該方法中，微生物X與微生物Y不同，微生

12、物Y是_，若從土壤中獲得微生物X，請(qǐng)寫(xiě)出分離的流程_。為了鑒別微生物X，培養(yǎng)基的成分為CMCNa、酵母膏、KH2PO4、瓊脂、土豆汁等。在該培養(yǎng)基中，CMCNa的作用是_。(2)若經(jīng)選擇，微生物X為木霉，則其內(nèi)分解纖維素的酶至少包括_三種組分，這三種酶協(xié)同作用，將纖維素分解為葡萄糖。(3)在操作過(guò)程中，過(guò)程需_以保證乙醇的產(chǎn)生。(4)操作發(fā)現(xiàn)，糖液濃度過(guò)高時(shí)，葡萄糖的產(chǎn)生會(huì)受到抑制，其原因是_。解析：(1)微生物Y能發(fā)酵糖液產(chǎn)生乙醇，故微生物Y是酵母菌。鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基中，CMCNa能被Cx酶和C1酶分解為纖維二糖，可使被剛果紅染色的培養(yǎng)基的紅色褪去，便于鑒別，也為微生物的生長(zhǎng)提供碳源

13、。(2)纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括C1酶、Cx酶、葡萄糖苷酶三種組分。(3)酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生乙醇是無(wú)氧呼吸的過(guò)程，在操作過(guò)程中應(yīng)密閉發(fā)酵。(4)隨著產(chǎn)物(葡萄糖)的增多，反應(yīng)將會(huì)受到抑制，其機(jī)理為酶的活性受到反饋抑制。答案：(1)酵母菌土壤取樣選擇培養(yǎng)梯度稀釋將菌液涂布到特定的選擇培養(yǎng)基上挑選產(chǎn)生透明圈的菌落提供碳源(或便于鑒別)(2)C1酶、Cx酶、葡萄糖苷酶(3)密閉發(fā)酵(4)產(chǎn)物(葡萄糖)過(guò)多，反饋抑制了分解秸稈的酶的活性10某實(shí)驗(yàn)小組欲從土壤中篩選出能高效分解纖維素的微生物，設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)流程。請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題：(1)選擇培養(yǎng)使用的培養(yǎng)基是以_為唯一碳源，該培養(yǎng)基是_(固體或液體)培養(yǎng)

14、基。(2)鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基中應(yīng)加入_染料，它可以與纖維素形成_色復(fù)合物，最終應(yīng)挑選透明圈_(大或小)的菌落進(jìn)行純化培養(yǎng)。(3)實(shí)驗(yàn)中對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌常用方法是_。挑選菌落前，對(duì)接種環(huán)的滅菌方法是_。(4)上述實(shí)驗(yàn)中，接種操作都應(yīng)在火焰附近進(jìn)行，以防止_。答案：(1)纖維素液體(2)剛果紅紅大(3)高壓蒸汽滅菌灼燒滅菌(4)雜菌污染11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：【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹勘容^三種微生物所產(chǎn)生的纖維素酶的活性。【實(shí)驗(yàn)原理】纖維素酶催化纖維素分解為葡萄糖，用葡萄糖的產(chǎn)生速率表示酶活性大?。挥贸噬磻?yīng)表示葡萄糖的生成量。【實(shí)驗(yàn)材料】三

15、種微生物(AC)培養(yǎng)物的纖維素酶提取液，提取液中酶蛋白濃度相同。【實(shí)驗(yàn)步驟】(1)取四支試管，分別編號(hào)。(2)在下表各列的一個(gè)適當(dāng)位置，填寫(xiě)相應(yīng)試劑的體積，并按表內(nèi)要求完成相關(guān)操作。試管號(hào)1234蒸餾水/mL1.41.41.4pH 7.5的緩沖液/mL0.20.20.2纖維素懸浮液/mL0.30.30.3微生物A提取液/mL0.1微生物B提取液/mL微生物C提取液/mL0.1總體積/mL2.02.02.02.0(3)將上述四支試管放入37 的水中，保溫1 h。(4)在上述四支試管中分別加入_試劑，搖勻后，進(jìn)行_處理。(5)觀察比較實(shí)驗(yàn)組的三支試管與對(duì)照組試管的顏色及其深淺。【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】物質(zhì)微生

16、物A提取物微生物B提取物微生物C提取物顏色深淺程度【分析討論】(1)該實(shí)驗(yàn)中的對(duì)照組是_號(hào)試管。(2)實(shí)驗(yàn)組試管中呈現(xiàn)的顏色均是_，但深淺不同。(3)上述結(jié)果表明：不同來(lái)源的纖維素酶，雖然酶蛋白濃度相同，但活性不同。若不考慮酶的最適pH和最適溫度的差異，其可能原因是_。(4)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_。(5)從解決能源問(wèn)題的角度考慮，開(kāi)發(fā)這種纖維素酶的意義在于_。解析：本題實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖潜容^三種微生物所產(chǎn)生的纖維素酶的活性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定自變量為不同微生物提取液，因變量為葡萄糖的生成量，其余為無(wú)關(guān)因素(如不同微生物的提取液量、pH 7.5的緩沖液量和纖維素懸浮液量)，應(yīng)該等量。4號(hào)試管為空白對(duì)照組，其未加入微生物提取液，故應(yīng)該加入1.5 mL的蒸餾水以保證總體積為2.0 mL。實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過(guò)與斐林試劑共熱生成磚紅色沉淀的顏色深淺程度進(jìn)行判斷，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，微生物B提取液與斐林試劑反應(yīng)顏色最深，最具有研究?jī)r(jià)值。不同來(lái)源的纖維素酶，雖然酶蛋白濃度相同，但活性不同。若不考慮酶的最適pH和最適溫度的差異，其可能原因是不同酶的空間結(jié)構(gòu)不