高中生物选修1课时作业19：2.3 分解纤维素的微生物的分离

第7课时分解纤维素的微生物的分离

[基础过关]

1.下列有关分解纤维素的微生物的分离的叙述，不正确的是()

A.纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵

B.对分解纤维素的微生物进行了初步筛选后，无需再进行其他实验

C.纤维素酶的测定方法，一般是对所产生的葡萄糖进行定量的测定

D.纤维素酶是一种复合酶

[答案] B

[解析]初步筛选只是分离纯化的第一步。为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶的实验。

2.漆酶属于木质素降解酶类，在环境修复、农业生产等领域有着广泛用途。下图是分离、纯化和保存漆酶菌株的过程，相关叙述正确的是()

A.生活污水中含有大量微生物，是分离产漆酶菌株的首选样品

B.筛选培养基中需要加入漆酶的底物，通过菌落特征挑出产漆酶的菌落

C.在涂布平板上长出的菌落，不需要进一步纯化

D.斜面培养基中含有大量营养物，可在常温下长期保存菌株

[答案] B

[解析]漆酶降解“木质素”，则漆酶菌株多存在于“木质素”丰富的场所，生活污水中含有大量微生物，但不一定含有产漆酶的菌株，A错误；产漆酶菌株可降解木质素，在筛选培养基中加入漆酶的底物木质素，通过菌落特征挑出产漆酶的菌落，B正确；在涂布平板上长出的菌落，需要再通过划线进一步纯化，C错误；斜面培养基中含有大量营养物，可在低温下长期保存菌株，D错误。

3.从土壤中筛选纤维素分解菌的实验设计，下列流程正确的是()

A.土壤取样→梯度稀释→稀释涂布平板→挑选菌落

B.土壤取样→选择培养→稀释涂布平板→挑选菌落

C.土壤取样→梯度稀释→选择培养→挑选菌落

D.土壤取样→梯度稀释→稀释涂布平板→选择培养→挑选菌落

[答案] B

[解析]实验的正确流程是“土壤取样→选择培养→稀释涂布平板→挑选菌落”，其中选择培养的目的是增加纤维素分解菌的浓度，因此需要在稀释涂布平板之前进行，最后根据菌落的特征挑选纤维素分解菌。

4.在对纤维素分解菌进行选择培养时，用液体培养基的目的是()

A.用液体培养基可获得大量菌体

B.纤维素分解菌适宜在液体培养基上生长

C.用液体培养基可以使菌体充分利用培养基中的营养物质

D.用液体培养基可获得高纯度的纤维素分解菌

[答案] A

[解析]使用液体选择培养基培养纤维素分解菌，一方面可以获得大量纤维素分解菌，另一方面便于稀释涂布平板。

5.微生物(除病毒外)需要从外界吸收营养物质，并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列有关微生物营养的说法，正确的是()

A.纤维素分解菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的

B.在纤维素分解菌生长的培养基中只需碳源、氮源、水、无机盐即可正常生长

C.培养基中的营养物质浓度越高对微生物的生长越有利

D.生长因子是微生物生长必需的，而微生物本身合成这些物质的能力往往不足

[答案] D

[解析]纤维素分解菌是异养型微生物，其碳源为有机物，如纤维素等。硝化细菌是自养型微生物，其碳源物质为CO2，因此A错误；纤维素分解菌的培养基中需加入维生素做生长因子，才能正常生长，因此B错误；培养基中的营养物质浓度过高会导致微生物不能从培养基中吸水，将出现失水过多而死亡的现象，对生长不利，因此C错误。

6.分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是()

A.经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上

B.选择培养这一步可省略，但获得的纤维素分解菌较少

C.样品经稀释培养后，用刚果红染色

D.对照组可将同样量的培养液涂布到不含纤维素的培养基上

[答案] A

[解析]分离土壤中的纤维素分解菌，需先进行选择培养，增大纤维素分解菌的浓度，然后再经过梯度稀释，将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上。

[能力提升]

7.下列有关培养基和菌种鉴定的叙述，不正确的是()

A.根据培养基的物理状态可将其分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基

B.可利用固体培养基上菌落的特征来判断和鉴别细菌的类型

C.利用刚果红培养基上是否形成透明圈来筛选纤维素分解菌

D.在无氮培养基中加入酚红指示剂鉴定尿素分解菌

[答案] D

[解析]在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂鉴定尿素分解菌。

8.在纤维素分解菌的鉴定实验中，纤维素酶的测定方法一般是()

A.对纤维素进行定量测定

B.对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定

C.对纤维素酶分解纤维素后所产生的纤维二糖进行定量测定

D.对纤维素分解菌进行定量测定

[答案] B

[解析]纤维素酶的测定方法一般是对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定。

9.下列不属于纤维素酶用途的是()

A.可作为消化剂，用于治疗消化不良、食欲不振

B.可制成加酶洗涤剂，去除污渍

C.可减轻环境污染，水解森林废物

D.可作为能源供其他生物使用

[答案] D

[解析]纤维素酶能专一性地去除纤维素，不能作为能源供其他生物使用。

10.分离土壤中纤维素分解菌用到的方法是()

①稀释倒平板法②稀释涂布平板法③单菌落挑取法④选择培养

A.①②

B.②③④

C.②③

D.①③④

[答案] B

[解析]要获得纤维素分解菌，需从取样的土壤中选择分离出样品，然后用稀释涂布平板法

将样品接种到鉴别培养基上经筛选获得目的菌，再用单菌落挑取法接种到纤维素分解菌的选择培养基上进行培养，最终获得培养物。

11.某微生物培养基的配方如下：NaNO33 g，K2HPO41 g，KCl 0.5 g，MgSO4·7H2O 0.5 g，FeSO4

0.01 g，(CH2O) 30 g，H2O 1 000 mL，青霉素0.1万单位。请回答下列问题：

(1)依物理性质，该培养基属于______________培养基。

(2)该培养基中的碳源是______________。不论何种培养基，在各成分都溶化后分装前，要进行的是调整pH和__________，倒平板时，一般需冷却至___________左右，在___________附近操作。

(3)若用该培养液培养纤维素分解菌，应除去的物质是________，应加入的碳源是________，为检测纤维素分解菌的存在与否还应加入_______染料，与纤维素可形成_______色复合物，若产生________，则证明有纤维素分解菌存在。

[答案](1)液体(2)(CH2O)灭菌50 ℃酒精灯火焰(3)(CH2O)纤维素粉刚果红红透明圈

[解析](1)培养基按物理性质可分为液体培养基和固体培养基等，分析该培养基的成分，该培养基没有添加琼脂，应为液体培养基。(2)其碳源应为(CH2O)，配制培养基时，各成分溶化后要调节pH和灭菌后再分装。倒平板时，培养基应冷却到50 ℃左右，并且在酒精灯火焰附近进行。(3)由于纤维素分解菌能以纤维素为碳源，其他微生物不能，因此若用该培养液培养纤维素分解菌，应除去(CH2O)添加纤维素粉。检测纤维素分解菌常用的方法是刚果红染色法。

12.下表中甲、乙分别是分离两种土壤中微生物的培养基的配方，图丙所示为相关分离过程，回答下列问题(注：水解酪素，即水解酪蛋白，由酪蛋白水解得到)：

(1)从功能上看，甲培养基属于____________________；从物理性质上看，甲培养基属于__________；其中提供氮源的物质是________________。

(2)如果将乙培养基配制成固体培养基，则在该培养基上长出的菌落是否都能分解纤维素？_________(填“是”或“否”)。如果培养基中加入________可以筛选出具有分解纤维素能力的菌株，同时透明圈越_______(填“大”或“小”)，表示该菌分解纤维素的能力越强。(3)为了计数微生物的数量，图丙采用______________法进行接种培养计数，除此之外，还可以采用______________法进行计数。其中前一种计数方法所得结果要比后一种计数方法所得结果______(填“大”或“小”)。

(4)一位同学利用图丙的方法步骤在4个平板培养基上分别接种0.1 mL土壤稀释液④，培养后菌落数分别为180、155、176、129个，则 1 mL原土壤样液①中微生物数量约为________________。

[答案](1)选择培养基固体培养基尿素(2)否刚果红大(3)稀释涂布平板显微镜直接计数小(4)2.0×105个

[解析](1)由于甲配方中存在琼脂，且只有尿素含有N，因此从物理性质上看，其属于固体培养基；从功能上看，其属于选择培养基。(2)乙培养基中除纤维素粉外，还有水解酪素能提供碳源，且纤维素被分解后产生的糖类也可为其他微生物生长提供碳源，故能在该培养基上生长的微生物不一定都能分解纤维素。但通过加入刚果红可以筛选能分解纤维素的菌株，同时也可通过透明圈大小判断菌株分解纤维素的能力，透明圈越大，纤维素被分解的就越多，说明菌株分解纤维素的能力越强。(3)根据图丙中菌株的分布可以判断是采用了稀释涂布平板法进行接种培养计数的，还可采用显微镜直接计数法用血细胞计数板进行计数。由于可能存在多个微生物共同形成一个“菌落”的情况，故前一种计数方法所得结果要比后一种计数方法所得结果小。(4)4个平板中菌落的平均数量为160个，浓度为1 600个/mL，由题图可知，土壤样液被稀释了125倍，故原始样液中微生物的密度为1 600个/mL×125＝2.0×105个/mL。

13.现在国家大力提倡无纸化办公，但是每年仍然不可避免地产生大量废纸，其主要成分是木质纤维，人类正努力将其转化为一种新的资源——乙醇。下图是工业上利用微生物分解纤维素生产乙醇的基本工艺流程，请回答相关问题：

(1)将从土壤中获得的微生物培养在以________为唯一碳源的培养基上。纯化菌种时，为了得到单一菌落，常采用的接种方法有两种，即______________和____________________。(2)若①环节选择霉烂的木头，则②环节获得的酶中至少包括C1酶、________和________三种组分，其中能够将纤维二糖分解为葡萄糖的是______________。

(3)在含纤维素的培养基中通常加入__________染料，此染料可与纤维素形成__________色复合物。用含有此染料的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的________。我们可以通过此方法来筛选纤维素分解菌。

[答案](1)纤维素平板划线法稀释涂布平板法(2)C X酶葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶(3)刚果红红透明圈

[解析](1)要从土壤中获得能分解纤维素的微生物，需要将土壤中获得的微生物培养在以纤维素为唯一碳源的培养基上。纯化菌种时，常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。

(2)②环节获得的酶为纤维素酶，至少包括C1酶、C X酶、葡萄糖苷酶3种组分，其中C1酶、

C X酶可将纤维素分解为纤维二糖，葡萄糖苷酶可将纤维二糖分解成葡萄糖。

(3)在培养基中加入刚果红染料，可与培养基中的纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，红色复合物不能形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，从而可筛选纤维素分解菌。

[真题体验]

14.(2014·新课标Ⅰ，39)植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题：

(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将__________分解成__________。

(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时，CR可与纤维素形成______色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的______。(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表)：

酵母膏无机盐淀粉纤维素粉琼脂CR溶液水培养基甲＋＋＋＋－＋＋

培养基乙＋＋＋－＋＋＋

注：“＋”表示有，“－”表示无。

据表判断，培养基甲____(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是____；培养基乙______(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是_______。

[答案] (1)纤维二糖 葡萄糖 (2)红 透明圈 (3)不能 液体培养基不能分离单菌落 不能 乙培养基中没有纤维素，不会形成CR —纤维素红色复合物，即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌

[解析] (1)纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是含量最丰富的多糖类物质。纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，如下图： 纤维素―――――→C 1酶、C X 酶纤维二糖―――――→葡萄糖苷酶

葡萄糖。

(2)刚果红与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

(3)分离和鉴别纤维素分解菌的培养基为固体培养基，且需以纤维素为唯一碳源。