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第4節(jié)　微生物的利用 課時(shí)過(guò)關(guān)能力提升 一、基礎(chǔ)鞏固 1.表層土壤中纖維素分解菌的同化作用類型和異化作用方式分別是(　　) ①自養(yǎng)型?、诋愷B(yǎng)型?、坌柩跣汀、軈捬跣? A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 答案:B 解析:表層土壤含氧豐富,適合需氧菌的繁殖。 2.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.加入酚酞指示劑的鑒別培養(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 答案:C 解析:在只含纖維素粉而無(wú)其他碳源的選擇培養(yǎng)基上,纖維素分解菌能夠生長(zhǎng)繁殖,其他微生物不能生長(zhǎng)繁殖。 3.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) 答案:A 解析:對(duì)纖維素分解菌的鑒定,常用的方法是對(duì)分離的菌種進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實(shí)驗(yàn)。 4.在將樣品稀釋涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上之前,一般先進(jìn)行選擇培養(yǎng),其主要目的是(　　) A.完全除去其他微生物 B.沒(méi)有意義,去掉這一步更好 C.增加纖維素分解菌的濃度 D.使纖維素分解菌充分長(zhǎng)大 答案:C 解析:選擇培養(yǎng)基創(chuàng)造了適宜纖維素分解菌生長(zhǎng)的條件,使纖維素分解菌迅速繁殖,而其他微生物的繁殖被抑制,從而增加纖維素分解菌的濃度。 二、能力提升 5.反芻動(dòng)物能以富含纖維素的草料為食,是因?yàn)樗鼈兙哂刑厥獾钠鞴佟鑫?。瘤胃中生活著許多微生物,其中一些微生物能分解纖維素。反芻動(dòng)物瘤胃中這些分解纖維素的微生物的新陳代謝類型是(　　) A.自養(yǎng)需氧型 B.自養(yǎng)厭氧型 C.異養(yǎng)需氧型 D.異養(yǎng)厭氧型 答案:D 解析:纖維素是有機(jī)物,因此這些微生物是異養(yǎng)型,瘤胃中是無(wú)氧環(huán)境,因此它們的新陳代謝類型是厭氧型。 6.下列相關(guān)敘述不正確的是(　　) A.納豆菌是一種帶芽孢的枯草桿菌,其芽孢具有對(duì)熱不敏感的特性 B.制備豆豉菌液時(shí)可將新鮮的豆豉放入開(kāi)水中 C.制備豆豉過(guò)程中所用到的器具可以不用消毒或滅菌 D.微生物可以服務(wù)于人類,也可以使人類或動(dòng)植物患病,但大多數(shù)微生物對(duì)人體或動(dòng)植物是有益或無(wú)害的 答案:C 解析:制備豆豉過(guò)程中所用器具均需滅菌。 7.下列關(guān)于微生物作用的敘述,不正確的是(　　) A.利用納豆菌制作豆豉主要是利用其能分泌淀粉酶 B.微生物參與碳循環(huán),與植物等共同保證了自然界中碳元素的相對(duì)穩(wěn)定 C.微生物可用于制作發(fā)酵食品、調(diào)味品等 D.微生物技術(shù)可應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療保健、環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域 答案:A 解析:納豆菌分泌的蛋白酶能夠分解大豆中的蛋白質(zhì),產(chǎn)生小分子的多肽及多種氨基酸,制成風(fēng)味獨(dú)特的豆豉。 8.請(qǐng)分析下面的培養(yǎng)基配方,完成下面的問(wèn)題。 纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基 纖維素粉 5 g NaNO3 1 g Na2HPO47H2O 1.2 g KH2PO4 0.9 g MgSO4 7H2O 0.5 g KCl 0.5 g 酵母膏 0.5 g 水解酪素 0.5 g 將上述物質(zhì)溶解后,用蒸餾水定容到1 000 mL。 (1)上述配方是液體培養(yǎng)基還是固體培養(yǎng)基?為什么?　。 (2) 這個(gè)培養(yǎng)基對(duì)微生物是否具有選擇作用? 如果具有,又是如何選擇的?　。 (3)你能否設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn),說(shuō)明選擇培養(yǎng)的作用?　。 答案:(1)液體培養(yǎng)基。原因是配方中無(wú)瓊脂　 (2)有選擇作用。本配方中的碳源是纖維素, 所以能分解纖維素的細(xì)菌可以大量繁殖　 (3)用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基與之對(duì)照 9.下圖為分離并統(tǒng)計(jì)分解纖維素的微生物的實(shí)驗(yàn)流程,據(jù)此回答有關(guān)問(wèn)題。 土壤取樣→梯度稀釋→將樣品接種到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上→挑選產(chǎn)生透明圈的菌落,統(tǒng)計(jì)并計(jì)算每克樣品中的細(xì)菌數(shù) (1)要從富含纖維素的環(huán)境中分離纖維素分解菌,或從高溫?zé)崛袑ふ夷蜔峋?這說(shuō)明　。 (2)某同學(xué)根據(jù)需要,配制了纖維素分解菌的培養(yǎng)基如下表。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程嚴(yán)格執(zhí)行無(wú)菌操作。 纖維素粉 NaNO3 Na2HPO47H2O KH2PO4 MgSO47H2O KCl 酵母膏、水解酪素 5 g 1 g 1.2 g 0.9 g 0.5 g 0.5 g 適量 如果將其中的纖維素粉換成葡萄糖,菌落數(shù)將　　　　　　　　　　　　　　,即可說(shuō)明選擇培養(yǎng)基的作用。 (3)接種微生物最常用的是平板劃線分離法和涂布分離法,本實(shí)驗(yàn)宜采用　　　　　　法,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案:(1)根據(jù)目的菌株對(duì)生存環(huán)境的要求,到相應(yīng)的環(huán)境中去尋找目的菌　(2)明顯多于選擇培養(yǎng)基上的菌落數(shù)　(3)涂布分離　平板劃線分離法難以根據(jù)稀釋體積計(jì)算每克樣品中的細(xì)菌數(shù) 解析:(1)因?yàn)槔w維素分解菌與耐熱菌有著不同的生活習(xí)性,生活在不同的環(huán)境中,故要根據(jù)目的菌株對(duì)生存環(huán)境的要求,到相應(yīng)的環(huán)境中去尋找。(2)因?yàn)槠咸烟鞘悄鼙晃⑸镏苯永玫挠袡C(jī)小分子,如果將其中的纖維素粉換成葡萄糖,纖維素分解菌及其他細(xì)菌會(huì)生長(zhǎng)繁殖得更快,故菌落數(shù)會(huì)明顯多于選擇培養(yǎng)基上的菌落數(shù)。(3)因?yàn)橥坎挤蛛x法要將菌液進(jìn)行一系列的梯度稀釋,故該法可根據(jù)稀釋體積計(jì)算每克樣品中的細(xì)菌數(shù),而平板劃線分離法則不能,所以本實(shí)驗(yàn)宜采用涂布分離法。 10.現(xiàn)在大力提倡無(wú)紙化辦公,但是每年產(chǎn)生大量的廢紙仍然是不可避免的,廢紙的主要成分是木質(zhì)纖維,人類正努力將其轉(zhuǎn)化為一種新的資源——乙醇。右圖是工業(yè)上利用微生物由纖維素生產(chǎn)乙醇的基本工作流程。請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題。 (1)自然界中①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　　　　　　為唯一碳源的培養(yǎng)基上篩選。 (2)如上所述的篩選中獲得了三個(gè)菌落,對(duì)它們分別培養(yǎng),并完成環(huán)節(jié)②,且三種等量酶液中酶蛋白濃度相同,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)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　對(duì)酶蛋白濃度進(jìn)行定量測(cè)定。 (3)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,⑤環(huán)節(jié)要注意　　　　　　　　　　　　　　　　,④過(guò)程要注意避免　　　　　　　　。 答案:(1)富含纖維素(或落葉較多等)　纖維素　(2)不一定相同　定量測(cè)定纖維素酶分解纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖　(3)酵母菌　發(fā)酵裝置密閉(或保證無(wú)氧條件等)　污染雜菌 解析:(1)廢紙的主要成分是木質(zhì)纖維,因而使其糖化的酶應(yīng)為纖維素酶,由此得知①中的產(chǎn)酶微生物應(yīng)該大多分布在富含纖維素的環(huán)境中。能分解纖維素的微生物的分離篩選需要用到以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基。(2)由于個(gè)體差異,不同菌的產(chǎn)酶量不一定相同,可以通過(guò)對(duì)纖維素酶分解纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進(jìn)行定量測(cè)定來(lái)確定酶蛋白的濃度。(3)在工業(yè)生產(chǎn)上通常利用酵母菌將葡萄糖液發(fā)酵產(chǎn)生酒精。發(fā)酵過(guò)程中要注意保證無(wú)氧條件,避免染上雜菌而使發(fā)酵失敗。 三、綜合應(yīng)用 11.目前,加酶洗衣粉中的蛋白酶主要是中溫蛋白酶,最適溫度在50 ℃左右,由于日常洗滌用水的溫度達(dá)不到該溫度,導(dǎo)致蛋白酶活性受到影響。適冷蛋白酶是從適冷魚(yú)類體內(nèi)分離純化或由深海適冷菌分泌出的酶類,最適酶活溫度在20 ℃左右,用其作為洗衣粉添加劑可在較低的溫度下達(dá)到理想的洗滌效果。下圖為分離可分泌蛋白酶的適冷菌的操作步驟。據(jù)圖回答問(wèn)題。 (1)將擴(kuò)大培養(yǎng)后的深海微生物用　　　　　　　　法接種到含酪蛋白的固體培養(yǎng)基表面,在適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間,挑出形成透明圈的菌落,即為初選出的適冷菌。 (2)為進(jìn)一步檢測(cè)分離出的適冷菌分泌的適冷蛋白酶的最適酶活溫度,將該菌按上圖所示分7組進(jìn)行培養(yǎng),這7組實(shí)驗(yàn)間形成了　　　　　　　　　,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　組所對(duì)應(yīng)的溫度為最適酶活溫度。 (3)由操作過(guò)程可知該適冷菌的代謝類型為　　　　　　　　　。 (4)將分離到的適冷菌接種到一定容積的牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基中,置于適宜條件下振蕩培養(yǎng),細(xì)菌數(shù)量將呈　　　　型曲線增長(zhǎng),其環(huán)境容納量主要取決于　　　　　　　　　　　。 答案:(1)涂布分離　 (2)(相互)對(duì)照　透明圈與菌落直徑比值最大　 (3)異養(yǎng)需氧型　 (4)S　營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的量(培養(yǎng)液的體積和濃度) 解析:由于培養(yǎng)后要挑取形成透明圈的菌落,因而適合用涂布分離法接種。適冷菌產(chǎn)生的蛋白酶活性越大,則分解培養(yǎng)基中的蛋白質(zhì)越多,菌落周圍出現(xiàn)的透明圈越大,因而透明圈與菌落直徑比值最大組所對(duì)應(yīng)的溫度為最適酶活溫度。