PAGE7-分解纖維素的微生物的分別(30分鐘100分)一、選擇題(共6小題,每小題6分,共36分)1.以農作物秸稈等含纖維素豐富的材料為原料,經加工可制成燃料乙醇,這種“綠色能源”的開發備受關注。農作物秸稈經預處理后,應當選用某種酶進行水解處理,使之轉化為發酵所需的葡萄糖。你認為這種酶可從以下哪種微生物中提取 ()A.制作腐乳的毛霉B.釀制果醋的醋酸菌C.生長在腐木上的霉菌D.土壤中分解尿素的微生物【解析】選C。農作物秸稈的主要成分是纖維素,處理秸稈的酶應為纖維素酶。毛霉產生的主要是蛋白酶和脂肪酶,A項錯誤;醋酸菌能夠利用葡萄糖或乙醇,B項錯誤;生長在腐木上的霉菌能夠分解利用腐木中的纖維素,可以產生纖維素酶,C項正確;土壤中分解尿素的微生物能夠產生脲酶,利用的是尿素,D項錯誤。2.加工橘子罐頭,采納酸堿處理脫去橘絡,會產生嚴峻污染。目前運用酶解法去除橘絡,可削減污染。下列生長在特定環境中的4類微生物,不能產生所需酶的是 ()A.生長在麥麩上的黑曲霉B.生長在酸奶中的乳酸菌C.生長在棉籽殼上的平菇D.生長在木屑上的木霉【解題關鍵】解答本題時需明確兩點:(1)橘絡的主要成分是纖維素。(2)能夠分解纖維素的微生物生活在富含纖維素的環境中。【解析】選B。橘絡的主要成分是纖維素,用纖維素酶就可處理;A項中生長在麥麩上的黑曲霉,C項中生長在棉籽殼上的平菇,D項中生長在木屑上的木霉都生活在富含纖維素的環境中,都能產生纖維素酶。牛奶中不含纖維素,因此B項生長在酸奶中的乳酸菌不能產生纖維素酶。3.美國探討人員通過對大腸桿菌進行基因改造,可以使它將植物纖維漸漸轉化為生物燃料。這種細菌不僅能以傳統生物能源技術中運用的蔗糖為原料,還能將廣泛存在于植物纖維中的半纖維素分解合成為燃料物質。若要將這種大腸桿菌分別出來,應將它們接種在 ()A.不含氮源的培育基上B.含有蛋白胨的固體培育基上C.只含半纖維素而無其他碳源的選擇培育基上D.不含養分要素的培育基上【解析】選C。微生物生長繁殖所需的養分物質分為碳源、氮源、水和無機鹽。要將能分解半纖維素的大腸桿菌分別出來應選用選擇培育基。因此可以添加基因改造后的大腸桿菌能利用而其他雜菌不能利用的碳源來達到分別選擇所需細菌的目的。4.分別纖維素分解菌的試驗過程中操作有誤的是 ()A.經選擇培育后將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培育基上B.富集培育這一步可省略,但培育分別的纖維素分解菌少C.經稀釋培育后,用剛果紅染色D.比照組可用等量的培育液涂布到不含纖維素的培育基上【解題關鍵】纖維素分解菌的篩選試驗流程為土壤取樣、選擇培育、梯度稀釋、將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培育基上、選擇產生透亮圈的菌落。【解析】選A。經選擇培育后,再經梯度稀釋,才能將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培育基上,A錯誤;富集培育可省略,但培育分別的纖維素分解菌少,B正確;經稀釋培育后,纖維素分解菌可以用剛果紅染色進行鑒別,C正確;試驗組中培育基上含有纖維素,比照組中培育基上不含纖維素,兩組都涂等量的培育液,D正確。5.在從土壤中分別出分解纖維素的微生物的試驗中,先進行選擇培育,再進行剛果紅染色法分別。先選擇培育的目的是 ()A.濃縮目標菌種B.除去雜菌,獲得能分解纖維素的純菌種C.殺滅不須要的微生物D.在微生物的菌落上獲得纖維素分解菌【解析】選A。在選擇培育的條件下,可以使那些能夠適應這種養分條件的微生物得到快速繁殖,而那些不適應這種養分條件的微生物的繁殖被抑制,因此可以起到濃縮目標菌種的作用,A項正確;該培育基中的化學成分不能殺滅微生物,不能得到單一菌種,B、C項錯誤;選擇培育時用液體培育基,微生物在培育液中繁殖,不能獲得目標菌落,D項錯誤。【學問總結】纖維素分解菌的分別過程分析纖維素分解菌的分別試驗要通過多步試驗操作才能確保得到純的纖維素分解菌,試驗過程中均有雜菌生長。(1)選擇培育基上的菌體:由于纖維素分解菌的選擇培育基不是以纖維素為唯一碳源,而是富含纖維素的培育基,因此選擇培育得到的菌體中含有多種雜菌。(2)鑒別培育基上的菌體:有透亮圈的菌落也可能不是纖維素分解菌,因為會出現假陽性反應。(3)經過發酵產纖維素酶的試驗證明具有產纖維素酶實力的菌體,才是纖維素分解菌。6.（2024·江蘇高考）為純化菌種，在鑒別培育基上劃線接種纖維素降解細菌，培育結果如圖所示。下列敘述正確的是（）A.倒平板后需間歇晃動，以保證表面平整B.圖中Ⅰ、Ⅱ區的細菌數量均太多，應從Ⅲ區挑取單菌落C.該試驗結果因單菌落太多，不能達到菌種純化的目的D.菌落四周的纖維素被降解后，可被剛果紅染成紅色【解析】選B。本題主要考查平板劃線法的相關運用技巧。倒平板后不須要晃動，A錯誤；Ⅰ區、Ⅱ區沒有出現單菌落，說明細菌數量太多，故應從Ⅲ區挑取單菌落，B正確；出現單菌落即達到了菌種純化的目的，C錯誤；剛果紅是一種染料，它可以與像纖維素這樣的多糖物質形成紅色復合物，但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發生這種反應，D錯誤。二、非選擇題(共4小題,共64分)7.(17分)β-甘露聚糖酶能分解甘露糖,在食品、醫藥等方面有著廣泛的應用,從土壤中篩選能產生該酶的枯草芽孢桿菌。回答下列問題:(1)稀釋:在污水溝、死樹樁旁采集土樣,在培育前一般要進行稀釋,其目的是_________________________________________________________。

(2)分別和篩選:獲得稀釋的菌液后,一般實行__________法,將其接種于選擇培育基上,該培育基的配制要求是____________________。

(3)純化:培育中發覺,在菌落四周出現了________,挑取直徑較大的菌落以________法接種,在相同的培育條件下,進行再次篩選,最終可得到純化菌株。

(4)其他探究:某小組欲比較兩種牙膏的抑菌效果,用含有金黃色葡萄球菌的培育基做試驗,結果如圖,圖中b的作用是________。請寫出試驗思路:____________________________________________________________________________________________________________。

【解析】(1)稀釋的目的是降低菌液濃度,以便在培育基上形成單個菌落。(2)接種微生物常用的方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法,因此獲得稀釋的菌液后,一般實行涂布平板法,將其接種于選擇培育基上;要篩選能產生β-甘露聚糖酶(能分解甘露糖)的枯草芽孢桿菌,應當用以甘露糖為唯一碳源的培育基。(3)培育中發覺,在菌落四周出現了透亮圈,挑取直徑較大的菌落以平板劃線法接種,在相同的培育條件下,進行再次篩選,最終可得到純化菌株。(4)該試驗的目的是比較兩種牙膏的抑菌效果,依據比照原則和單一變量原則,圖中b的作用是作為比照,試驗思路是:將等量的兩種不同牙膏涂布在a、c處,b處不涂牙膏,視察a、b、c四周透亮圈的出現狀況。答案:(1)在培育基表面形成單個菌落(2)涂布平板把甘露糖作為唯一碳源(3)透亮圈平板劃線(4)比照將等量的兩種不同牙膏涂布在a、c處,b處不涂牙膏,視察a、b、c四周透亮圈的出現狀況8.(19分)植物秸稈中的纖維素可被某些微生物分解。回答下列問題:(1)分解秸稈中纖維素的微生物能分泌纖維素酶,該酶是由三種組分組成的復合酶,其中葡萄糖苷酶可將____________分解成____________。

(2)在含纖維素的培育基中加入剛果紅(CR)時,CR可與纖維素形成__________色復合物。用含有CR的該種培育基培育纖維素分解菌時,培育基上會出現以該菌的菌落為中心的__________。

(3)為從富含纖維素的土壤中分別獲得纖維素分解菌的單菌落,某同學設計了甲、乙兩種培育基(成分見下表):成分酵母膏無機鹽淀粉纖維素粉瓊脂CR溶液水培育基甲++++-++培育基乙+++-+++注:“+”表示有,“-”表示無。據表推斷,培育基甲________(填“能”或“不能”)用于分別和鑒別纖維素分解菌,緣由是__________________________;培育基乙__________(填“能”或“不能”)用于分別和鑒別纖維素分解菌,緣由是_________________________________________________________________________________________________________________________。

【解析】(1)纖維素是一種由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物,是含量最豐富的多糖類物質。纖維素能被土壤中某些微生物分解利用,如下圖:纖維素纖維二糖葡萄糖(2)剛果紅與纖維素形成紅色復合物,當纖維素被纖維素酶分解后,紅色復合物無法形成,出現以纖維素分解菌為中心的透亮圈,我們可以通過是否產生透亮圈來篩選纖維素分解菌。(3)分別和鑒別纖維素分解菌的培育基應為固體培育基,且須要以纖維素為唯一碳源。答案:(1)纖維二糖葡萄糖(2)紅透亮圈(3)不能液體培育基不能分別單菌落不能培育基乙中沒有纖維素粉,不會形成CR-纖維素紅色復合物,即使出現單菌落也不能確定其為纖維素分解菌菌落9.(16分)(2024·大同高二檢測)有探討者擬從中藥渣肥堆的樣本中篩選高產纖維素酶菌株,以期為纖維素酶制劑研制供應基礎。回答下列問題:(1)從中藥渣肥堆中能分別出纖維素分解菌的緣由是_________________________________________。纖維素分解菌能產生纖維素酶,纖維素酶由______________組成。

(2)以下是分別分解纖維素菌的流程示意圖:從物理性質上看,A、B培育基分別為____________和__________培育基;它們的功能分別是____________與________________。

【解析】(1)纖維素分解菌大多分布在富含纖維素的環境中,而中藥渣富含纖維素。纖維素酶是復合酶,包含C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶。(2)從物理性質上看,A、B培育基分別為液體和固體培育基;它們的功能分別是選擇培育目的(纖維素分解)菌和增加目的(纖維素分解)菌的數量與分別純化與鑒別目的菌株。答案:(1)纖維素分解菌大多分布在富含纖維素的環境中,而中藥渣富含纖維素C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶(2)液體固體選擇培育目的(纖維素分解)菌和增加目的(纖維素分解)菌的數量分別純化與鑒別目的菌株10.(12分)有機農藥苯磺隆是一種除草劑,長期運用會污染環境。探討發覺,苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分別降解苯磺隆的菌株和探究其降解機制的試驗過程如圖甲、乙所示。(1)微生物生長繁殖所需的主要養分物質有碳源、水、________四類,該試驗所用的選擇培育基只能以苯磺隆作為唯一碳源,其緣由是______________________________。

(2)純化菌株時,通常運用的劃線工具是________。劃線的某個平板培育后,第一劃線區域的劃線上都不間斷地長滿了菌,其次劃線區域所劃的第一條線上無菌落,其他劃線上有菌落。造成劃線無菌落可能的操作失誤有__

_____________。

(3)為探究苯磺隆的降解機制,將該菌種的培育液過濾離心,取上清液做圖乙所示試驗。該試驗的假設是____________________________,該試驗設計是否合理?為什么?________________________________。

【解題指南】(1)圖示信息:利用選擇培育基分別降解苯磺隆的菌株,取菌株產生的蛋白酶分解苯磺隆。(2)關鍵學問:微生物的培育基成分、微生物的接種、比照原則。【解析】本題考查微生物的培育及比照試驗的設計原則。(1)微生物的培育基主要含有水、碳源、氮源和無機鹽四類養分物質;選擇培育基只允許特定種類的微生物生長,又要抑制或阻擋其他種類微生物生長,因而必需以苯磺隆為唯