2024-2025學(xué)年高中生物專題2微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用3分解纖維素的微生物的分離課時(shí)評(píng)價(jià)含解析新人教版選修1

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(nóng)作物秸稈等含纖維素豐富的材料為原料,經(jīng)加工可制成燃料乙醇,這種“綠色能源”的開發(fā)備受關(guān)注。農(nóng)作物秸稈經(jīng)預(yù)處理后,應(yīng)當(dāng)選用某種酶進(jìn)行水解處理,使之轉(zhuǎn)化為發(fā)酵所需的葡萄糖。你認(rèn)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(nóng)作物秸稈的主要成分是纖維素,處理秸稈的酶應(yīng)為纖維素酶。毛霉產(chǎn)生的主要是蛋白酶和脂肪酶,A項(xiàng)錯(cuò)誤;醋酸菌能夠利用葡萄糖或乙醇,B項(xiàng)錯(cuò)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(chǎn)生纖維素酶,C項(xiàng)正確;土壤中分解尿素的微生物能夠產(chǎn)生脲酶,利用的是尿素,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.加工橘子罐頭,采納酸堿處理脫去橘絡(luò),會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)峻污染。目前運(yùn)用酶解法去除橘絡(luò),可削減污染。下列生長在特定環(huán)境中的4類微生物,不能產(chǎn)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(guān)鍵】解答本題時(shí)需明確兩點(diǎn):(1)橘絡(luò)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(huán)境中?！窘馕觥窟xB。橘絡(luò)的主要成分是纖維素,用纖維素酶就可處理;A項(xiàng)中生長在麥麩上的黑曲霉,C項(xiàng)中生長在棉籽殼上的平菇,D項(xiàng)中生長在木屑上的木霉都生活在富含纖維素的環(huán)境中,都能產(chǎn)生纖維素酶。牛奶中不含纖維素,因此B項(xiàng)生長在酸奶中的乳酸菌不能產(chǎn)生纖維素酶。3.美國探討人員通過對(duì)大腸桿菌進(jìn)行基因改造,可以使它將植物纖維漸漸轉(zhuǎn)化為生物燃料。這種細(xì)菌不僅能以傳統(tǒng)生物能源技術(shù)中運(yùn)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(zhì)。若要將這種大腸桿菌分別出來,應(yīng)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(yǎng)分要素的培育基上【解析】選C。微生物生長繁殖所需的養(yǎng)分物質(zhì)分為碳源、氮源、水和無機(jī)鹽。要將能分解半纖維素的大腸桿菌分別出來應(yīng)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(dá)到分別選擇所需細(xì)菌的目的。4.分別纖維素分解菌的試驗(yàn)過程中操作有誤的是 ()A.經(jīng)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(jīng)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(guān)鍵】纖維素分解菌的篩選試驗(yàn)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(chǎn)生透亮圈的菌落?！窘馕觥窟xA。經(jīng)選擇培育后,再經(jīng)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(cuò)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(jīng)稀釋培育后,纖維素分解菌可以用剛果紅染色進(jìn)行鑒別,C正確;試驗(yàn)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(yàn)中,先進(jìn)行選擇培育,再進(jìn)行剛果紅染色法分別。先選擇培育的目的是 ()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(yīng)這種養(yǎng)分條件的微生物得到快速繁殖,而那些不適應(yīng)這種養(yǎng)分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,A項(xiàng)正確;該培育基中的化學(xué)成分不能殺滅微生物,不能得到單一菌種,B、C項(xiàng)錯(cuò)誤;選擇培育時(shí)用液體培育基,微生物在培育液中繁殖,不能獲得目標(biāo)菌落,D項(xiàng)錯(cuò)誤?！緦W(xué)問總結(jié)】纖維素分解菌的分別過程分析纖維素分解菌的分別試驗(yàn)要通過多步試驗(yàn)操作才能確保得到純的纖維素分解菌,試驗(yàn)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?yàn)闀?huì)出現(xiàn)假陽性反應(yīng)。(3)經(jīng)過發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的試驗(yàn)證明具有產(chǎn)纖維素酶實(shí)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(xì)菌，培育結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是（）A.倒平板后需間歇晃動(dòng)，以保證表面平整B.圖中Ⅰ、Ⅱ區(qū)的細(xì)菌數(shù)量均太多，應(yīng)從Ⅲ區(qū)挑取單菌落C.該試驗(yàn)結(jié)果因單菌落太多，不能達(dá)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(guān)運(yùn)用技巧。倒平板后不須要晃動(dòng)，A錯(cuò)誤；Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)沒有出現(xiàn)單菌落，說明細(xì)菌數(shù)量太多，故應(yīng)從Ⅲ區(qū)挑取單菌落，B正確；出現(xiàn)單菌落即達(dá)到了菌種純化的目的，C錯(cuò)誤；剛果紅是一種染料，它可以與像纖維素這樣的多糖物質(zhì)形成紅色復(fù)合物，但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)，D錯(cuò)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(yī)藥等方面有著廣泛的應(yīng)用,從土壤中篩選能產(chǎn)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(jìn)行稀釋,其目的是_________________________________________________________。

(2)分別和篩選:獲得稀釋的菌液后,一般實(shí)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(fā)覺,在菌落四周出現(xiàn)了________,挑取直徑較大的菌落以________法接種,在相同的培育條件下,進(jìn)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(yàn),結(jié)果如圖,圖中b的作用是________。請(qǐng)寫出試驗(yàn)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(gè)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(shí)行涂布平板法,將其接種于選擇培育基上;要篩選能產(chǎn)生β-甘露聚糖酶(能分解甘露糖)的枯草芽孢桿菌,應(yīng)當(dāng)用以甘露糖為唯一碳源的培育基。(3)培育中發(fā)覺,在菌落四周出現(xiàn)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(jìn)行再次篩選,最終可得到純化菌株。(4)該試驗(yàn)的目的是比較兩種牙膏的抑菌效果,依據(jù)比照原則和單一變量原則,圖中b的作用是作為比照,試驗(yàn)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(xiàn)狀況。答案:(1)在培育基表面形成單個(gè)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(xiàn)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(fù)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(shí),CR可與纖維素形成__________色復(fù)合物。用含有CR的該種培育基培育纖維素分解菌時(shí),培育基上會(huì)出現(xiàn)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(xué)設(shè)計(jì)了甲、乙兩種培育基(成分見下表):成分酵母膏無機(jī)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(jù)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(zhì)。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(fù)合物,當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后,紅色復(fù)合物無法形成,出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透亮圈,我們可以通過是否產(chǎn)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(yīng)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(huì)形成CR-纖維素紅色復(fù)合物,即使出現(xiàn)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(cè))有探討者擬從中藥渣肥堆的樣本中篩選高產(chǎn)纖維素酶菌株,以期為纖維素酶制劑研制供應(yīng)基礎(chǔ)?；卮鹣铝袉栴}:(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(chǎn)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(zhì)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(huán)境中,而中藥渣富含纖維素。纖維素酶是復(fù)合酶,包含C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶。(2)從物理性質(zhì)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(shù)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(huán)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(shù)量分別純化與鑒別目的菌株10.(12分)有機(jī)農(nóng)藥苯磺隆是一種除草劑,長期運(yùn)用會(huì)污染環(huán)境。探討發(fā)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(jī)制的試驗(yàn)過程如圖甲、乙所示。(1)微生物生長繁殖所需的主要養(yǎng)分物質(zhì)有碳源、水、________四類,該試驗(yàn)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(shí),通常運(yùn)用的劃線工具是________。劃線的某個(gè)平板培育后,第一劃線區(qū)域的劃線上都不間斷地長滿了菌,其次劃線區(qū)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(jī)制,將該菌種的培育液過濾離心,取上清液做圖乙所示試驗(yàn)。該試驗(yàn)的假設(shè)是____________________________,該試驗(yàn)設(shè)計(jì)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(chǎn)生的蛋白酶分解苯磺隆。(2)關(guān)鍵學(xué)問:微生物的培育基成分、微生物的接種、比照原則?！窘馕觥勘绢}考查微生物的培育及比照試驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則。(1)微生物的培育基主要含有水、碳源、氮源和無機(jī)鹽四類養(yǎng)分物質(zhì);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