《2018-2019學(xué)年高中生物 專題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) 新人教版選修1 .doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中生物 專題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) 新人教版選修1 .doc（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

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項濾紙條的主要成分是纖維素，所以可以將濾紙條分解。 答案：C 2．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：A 3．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：B 4．在從土壤中分享出分解纖維素的微生物的實驗中，先進行選擇培養(yǎng)，再進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)這種營養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應(yīng)這種營養(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：A 5．現(xiàn)在大力提倡無紙化辦公，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，請回答相關(guān)問題： (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、并加入________的培養(yǎng)基上，篩選周圍有________的菌落。 (2)在如上所述的篩選過程中獲得了三個菌落，對它們分別培養(yǎng)，并完成環(huán)節(jié)②，且三種等量酶液中酶的濃度相同，則你認為三種酶液的活性________(填“一定相同”“不一定相同”或“一定不同”)，可以通過__________________進行定量測定。 (3)根據(jù)測定結(jié)果，①環(huán)節(jié)常選擇木霉，則②中獲得的酶是________酶。 (4)生產(chǎn)中可以滿足④環(huán)節(jié)的常見菌種是________，為了確保獲得產(chǎn)物乙醇，⑤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)合物無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈，通過此方法來篩選纖維素分解菌。(2)酶液中蛋白質(zhì)的濃度相同，酶的活性不一定相同，可通過檢測分解纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖量是否相等來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，在接種過程中一定要避免雜菌污染。乙醇是酵母菌無氧發(fā)酵的產(chǎn)物，發(fā)酵過程中一定要保持無氧的環(huán)境。 答案：(1)富含纖維素(其他答案合理也可，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(或保證無氧條件等) A級　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(　　) A．C1酶和Cx酶 B．C1酶和葡萄糖苷酶 C．Cx酶和葡萄糖苷酶 D．C1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：A 2．當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后，會在培養(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時，菌落周圍的纖維素被分解，形成透明圈。 答案：D 3．要將能分解纖維素的細菌從土壤中分離出來，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．只含纖維素粉而無其他碳源的選擇培養(yǎng)基上 D．含四大營養(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)含有該種菌生長發(fā)育所需的營養(yǎng)條件，其他菌種在這種培養(yǎng)基中不能生存。 答案：C 4．通過分離分解纖維素的微生物實驗，對分解纖維素的微生物進行了初步的篩選，這只是分離提純的第一步，還需要進行(　　) A．發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實驗 B．提取纖維二糖的實驗 C．濃縮纖維素分解菌的實驗 D．提取葡萄糖的實驗 解析：為確定得到的是纖維素分解菌，還需進行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實驗，纖維素酶的測定方法一般是采用對纖維素酶分解濾紙等纖維素后產(chǎn)生的葡萄糖進行定量測定。 答案：A 5．從土壤中篩選纖維素分解菌的實驗設(shè)計正確的是(　　) 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)過選擇培養(yǎng)，以增大目的菌株的濃度，然后為避免一個培養(yǎng)基上的菌落太多，需進行稀釋涂布平板。 答案：B 6．關(guān)于纖維素酶的敘述中，錯誤的是(　　) A．牛、羊等草食動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C1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，為微生物提供營養(yǎng)物質(zhì) D．分解纖維素的細菌、真菌、放線菌，都是通過產(chǎn)生纖維素酶來分解纖維素的 解析：牛、羊等草食動物不能合成纖維素酶，它們之所以能利用纖維素是因為它們的瘤胃中有許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，它們通過纖維素酶來分解纖維素。 答案：A B級　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、牛等食草動物具有消化纖維素的能力，請回答有關(guān)問題： (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) 給錐形瓶內(nèi)的培養(yǎng)液接種時應(yīng)在酒精燈火焰附近進行，防止____________污染培養(yǎng)基。對無菌操作時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)一段時間培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)有的線上長滿了菌，有的線上無菌落，造成這種情況的原因可能是劃線操作時________。 (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胞成分分離開。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)無氧　高壓蒸汽滅菌　選擇　(2)雜菌　干熱滅菌　(3)接種環(huán)灼燒后未冷卻　(4)離心　斐林 8．發(fā)酵工程是通過大量培養(yǎng)微生物以生產(chǎn)某種產(chǎn)品。請回答下列問題： (1) 欲從多種微生物中分離某種細菌并抑制其他微生物的生長，應(yīng)使用________培養(yǎng)基。純化菌種時可采用比較簡單的________法進行接種，接種操作應(yīng)在________進行。 (2) 純化的菌種常采用固體斜面培養(yǎng)基臨時保藏，該方法保存的時間較__________，而且菌種易______________。常用的凝固劑是__________________。 (3) 從培養(yǎng)基所含的成分來看，從土壤中分離出固氮菌的培養(yǎng)基特點是__________，從土壤中分離出纖維素分解菌的培養(yǎng)基特點是__________________________________________________________。 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。為保證無菌操作，接種應(yīng)在酒精燈火焰旁進行。(2)采用臨時保藏法時，菌種容易被污染或產(chǎn)生變異，因此該方法保存的時間不長。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，以纖維素類物質(zhì)生成燃料乙醇的研究越來越受重視。纖維素酶糖化法是目前常用的方法，其操作過程如圖所示： (1)該方法中，微生物X與微生物Y不同，微生物Y是________，若從土壤中獲得微生物X，請寫出分離的流程________________ _____________________________________________________。 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)在操作過程中，過程③需________以保證乙醇的產(chǎn)生。 (4)操作發(fā)現(xiàn)，糖液濃度過高時，葡萄糖的產(chǎn)生會受到抑制，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，也為微生物的生長提供碳源。(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)生乙醇是無氧呼吸的過程，在操作過程中應(yīng)密閉發(fā)酵。(4)隨著產(chǎn)物(葡萄糖)的增多，反應(yīng)將會受到抑制，其機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)過多，反饋抑制了分解秸稈的酶的活性 10．某實驗小組欲從土壤中篩選出能高效分解纖維素的微生物，設(shè)計了下列實驗流程。請回答相關(guān)問題： →→→→ (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)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)的菌落進行純化培養(yǎng)。 (3)實驗中對培養(yǎng)基進行滅菌常用方法是________________。挑選菌落前，對接種環(huán)的滅菌方法是____________________。 (4)上述實驗中，接種操作都應(yīng)在火焰附近進行，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題的關(guān)鍵是高性能纖維素酶的獲取。請完善實驗方案，并回答相關(guān)問題： 【實驗?zāi)康摹勘容^三種微生物所產(chǎn)生的纖維素酶的活性。 【實驗原理】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??；用呈色反應(yīng)表示葡萄糖的生成量。 【實驗材料】三種微生物(A～C)培養(yǎng)物的纖維素酶提取液，提取液中酶蛋白濃度相同。 【實驗步驟】 (1)取四支試管，分別編號。 (2)在下表各列的一個適當(dāng)位置，填寫相應(yīng)試劑的體積，并按表內(nèi)要求完成相關(guān)操作。 試管號 1 2 3 4 蒸餾水/mL 1.4 1.4 1.4 pH 7.5的緩沖液/mL 0.2 0.2 0.2 纖維素懸浮液/mL 0.3 0.3 0.3 微生物A提取液/mL 0.1 微生物B提取液/mL 微生物C提取液/mL 0.1 總體積/mL 2.0 2.0 2.0 2.0 (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，進行__________處理。 (5)觀察比較實驗組的三支試管與對照組試管的顏色及其深淺。 【實驗結(jié)果】 物質(zhì) 微生物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)該實驗中的對照組是__________號試管。 (2)實驗組試管中呈現(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)你認為上述三種微生物中，最具有應(yīng)用開發(fā)價值的是______。 (5)從解決能源問題的角度考慮，開發(fā)這種纖維素酶的意義在于 _______________________________________________________ _______________________________________________________ ______________________________________________________。 解析：本題實驗?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)實驗?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號試管為空白對照組，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。實驗結(jié)果通過與斐林試劑共熱生成磚紅色沉淀的顏色深淺程度進行判斷，分析實驗結(jié)果可知，微生物B提取液與斐林試劑反應(yīng)顏色最深，最具有研究價值。不同來源的纖維素酶，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)不同。開發(fā)纖維素酶的意義在于葡萄糖可用作制取酒精的原料或用纖維素代替化學(xué)能源。 答案：【實驗步驟】(2) 試管號 1 2 3 4 蒸餾水/mL 1.5 pH 7.5的緩沖液/mL 0.2 纖維素懸浮液/mL 0.3 微生物A提取液/mL 微生物B提取液/mL 0.1 微生物C提取液/mL 總體積/mL (4)斐林　水浴加熱 【分析討論】(1)4　(2)磚紅色　(3)不同酶的氨基酸序列不同(不同酶的空間結(jié)構(gòu)不同)　(4)微生物B　(5)葡萄糖可用作制取酒精的原料或用纖維素代替化學(xué)能源(言之有理即可)