2019-2020学年人教版生物选修一同步导学限时训练6　分解纤维素的微生物的分离 12页

限时规范训练六 1.关于纤维素酶的叙述中，错误的是( ) A.纤维素酶只有一种，只能将纤维素分解为葡萄糖 B.纤维素酶是一种复合酶，至少包括 C1 酶、CX 酶和葡萄糖苷酶三种 C.纤维素可被纤维素酶水解成葡萄糖，为微生物提供营养物质 D.分解纤维素的细菌、真菌、放线菌，都是通过产生纤维素酶来分解 纤维素的 答案 A 解析 纤维素酶是一种复合酶，一般认为至少包括三种组分，即 C1 酶、CX 酶和葡萄糖苷酶，其中 C1 酶和 CX 酶将纤维素分解为纤维二糖， 葡萄糖苷酶将纤维二糖分解为葡萄糖，可以为以纤维素为碳源的真 菌、细菌、放线菌提供营养物质。 2.使用刚果红染色时，加入刚果红应在( ) ①制备培养基时 ②梯度稀释时 ③倒平板时 ④涂布时 ⑤长出菌落时 A.①③ B.②⑤ C.③⑤ D.④⑤ 答案 C 解析 常用的刚果红染色法有两种：一种是先培养微生物，长出菌落 后再加入刚果红进行颜色反应；另一种是倒平板时就加入刚果红。最 终两种染色法都可以在培养基上观察到以纤维素分解菌为中心的透 明圈。 3.要将能分解纤维素的细菌从土壤中分离出来，应将它们接种在 ( ) A.加入指示剂的鉴别培养基上 B.含有蛋白胨的固体培养基上 C.只含纤维素粉而无其他碳源的选择培养基上 D.含四大营养要素的培养基上 答案 C 解析 选择纤维素分解菌的培养基中应含有该种菌生长发育所需的 营养条件，且其他菌种在这种培养基上不能生存。 4.从土壤中筛选纤维素分解菌的实验设计正确的是( ) A.土壤取样→梯度稀释→稀释涂布平板→发酵培养 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 正确的实验设计一般是：土壤取样→选择培养(此步是否需要， 应根据样品中的菌株数量的多少来确定)→梯度稀释→将样品涂布到 有特定鉴别作用的培养基上→挑选产生透明圈的菌落。 5.在将样品稀释涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基之前一般先进行 选择培养，其主要目的是( ) A.分离纤维素分解菌 B.加快纤维素分解菌的生长速度 C.使纤维素分解菌均匀地分布在稀释液中 D.增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离得到所需要的 微生物 答案 D 解析 纤维素分解菌的选择培养基中富含纤维素，主要适合能产生纤 维素酶的纤维素分解菌的生长，所以选择培养的目的是增加纤维素分 解菌的浓度，以确保能够从样品中分离得到所需要的微生物。 6.(2019·宁夏银川一中期末考试)原油中含有大量有害的、致癌的多 环芳烃。土壤中有些细菌可以以原油中的多环芳烃为碳源，在培养基 中形成分解圈。为筛选出高效降解原油的菌种，某小组同学设计了相 关实验。下列有关叙述不正确的是( ) A.应配制被原油污染土壤的土壤稀释液备用 B.配制以多环芳烃为唯一碳源的选择培养基 C.将土壤稀释液灭菌后接种到选择培养基上 D.在选择培养基上能形成分解圈的为所需菌种 答案 C 解析 为了筛选出能以多环芳烃为碳源的菌种，首先要取材，配制被 原油污染土壤的土壤稀释液备用；其次配制以多环芳烃为唯一碳源的 选择培养基；然后在无菌环境下，将土壤稀释液接种到选择培养基上， 在适宜的温度等条件下进行培养，A、B 两项正确。若将土壤稀释液 灭菌，则不能筛选出能高效降解原油的菌种，C 项错误。在选择培养 基上能形成分解圈的就是所需菌种，D 项正确。 7.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 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对 纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定。 8.当今世界，能源和资源危机日趋严重，人们希望能借助纤维素酶将 地球上最丰富(占全球总生物量 80%)、最廉价的可再生资源纤维素转 化为能直接利用的能源和资源。纤维素酶可以从能分解纤维素的细菌 培养液中提取。某同学设计了如下分离土壤中纤维素分解菌的实验流 程： 土壤取样→选择培养→( )→鉴别培养 (1)请补充实验流程：________；找不到合适的取样环境，可采取的 办法是____________________________________________________ ____________________________________________。 (2)选择培养的目的是_______________________________________ _________________________________________； 研究人员用化合物 A、硝酸盐、磷酸盐以及微量元素配制的培养基进 行选择培养，该培养基为________(填“液体”或“固体”)培养基， 其中加入的化合物 A 是________，为微生物的生长提供________。 (3)为了鉴别纤维素分解菌和进一步纯化菌种，可以在鉴别培养基上 加入________染液，将筛选获得的菌液稀释后用________法接种到鉴 别培养基上，然后挑选产生________的菌落作为菌种进行扩大培养。 答案 (1)梯度稀释 将富含纤维素的物质埋在土壤中，一段时间后 取该地土样 (2)增加纤维素分解菌的浓度 液体 纤维素 碳源 (3)刚果红 涂布平板 透明圈 解析 (1)经选择培养后，需经稀释后才能将样品涂布到鉴别纤维素 分解菌的培养基上。若找不到合适的取样环境，可将富含纤维素的物 质埋在土壤中，一段时间后取该地土样。(2)可用含纤维素的液体培 养基进行选择培养来增加纤维素分解菌的浓度。(3)刚果红是一种染 料，可与纤维素反应形成红色复合物；培养基中有分解纤维素的微生 物存在的区域，纤维素被分解后将出现透明圈。 9.如表为某培养基的配方，有关叙述正确的是( ) 成分 纤维 素粉 Na2HPO4· 7H2O NaNO3 KH2PO4 MgSO4 ·7H2O KCl 酵母膏 水解 酪素 含量 5 g 1.2 g 1 g 0.9 g 0.5 g 0.5 g 0.5 g 0.5 g A.此培养基为鉴别培养基 B.此培养基上能生长分解尿素的细菌 C.此培养基属于固体培养基 D.在此培养基上能生长的细菌可产生纤维素酶 答案 D 解析 该培养基中主要碳源为纤维素粉，因此为筛选纤维素分解菌的 选择培养基，该培养基中没有添加琼脂，因此不属于固体培养基。 10.使用液体选择培养基培养纤维素分解菌的目的是( ) ①用液体选择培养基可获得大量纤维素分解菌 ②用液体培养基便于稀释涂布平板 ③纤维素分解菌只能在液体培养基中生长 ④用液体培养基可鉴别纤维素分解菌 A.①② B.①③ C.②④ D.③④ 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 的纤维素分解菌，另一方面便于稀释涂布平板。纤维素分解菌也可以 在固体培养基上生长；鉴别纤维素分解菌使用的是固体培养基。 11.下列有关纤维素分解菌分离实验的说法错误的是( ) A.刚果红不能与纤维素分解后的纤维二糖和葡萄糖形成红色复合物 B.在用刚果红染色时既可以先培养微生物再加入刚果红，也可以在倒 平板时直接加入 C.该实验需用到选择培养基和鉴别培养基 D.在用刚果红染色过程中，若将微生物培养在事先加入刚果红的培养 基上，则出现透明圈的菌落一定为所需菌种 答案 D 解析 刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分 解成纤维二糖和葡萄糖后，红色复合物就无法形成；刚果红染色有两 种方法，一种是先培养微生物再加入刚果红，另一种是在倒平板时就 将刚果红染液加入培养基中，然后再培养微生物；该实验富集纤维素 分解菌时需要用到选择培养基，筛选时需要用到鉴别培养基；有些微 生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会降解刚果红而 形成明显的透明圈，因此出现透明圈的菌落不一定为所需菌种。 12.在各种培养基中细菌的生长情况如表所示，S、C、M 为简单培养 基，U、V、X、Y、Z 代表加入培养基的不同物质，细菌不能合成的物 质是( ) 培养基 生长状态 S、C、M － S、C、M＋V＋Z － S、C、M＋U＋Y ＋ S、C、M＋Z＋X － S、C、M＋V＋Y ＋ S、C、M＋U＋X － S、C、M＋Y＋Z ＋ 注：表中“＋”表示能生长，“－”表示不能生长。 A.U B.V C.Y D.Z 答案 C 解析 从表中可以看出，凡是细菌能生长的培养基中均含有 Y，而不 能生长的培养基中均不含 Y。因此，Y 是细菌不能合成的物质。 13.如图为利用农作物废弃物秸秆代替粮食作为原料生产燃料乙醇的 主要技术及废弃物利用的流程图。请回答下列问题： (1)图中①所需微生物可从土壤中获取，获取该微生物的过程称为微 生物的________，选择培养基应以________为唯一碳源。纯化菌种时， 将筛选获得的菌液稀释后用________法接种到培养基上。在筛选纤维 素分解菌的过程中，常采用________法，________能与培养基上的纤 维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，红色复合物就无法形成， 培养基上就会出现以纤维素分解菌为中心的________，可以此来筛选 纤维素分解菌。 (2)图中②酒精发酵阶段接种的微生物是________，酒精发酵时一般 将温度控制在________℃。在培养微生物的过程中，对培养基和接种 环采用的灭菌方法分别是____________、________。 (3)图中③产生的农作物废弃物，主要成分为木质素、纤维素和半纤 维 素 ， 但 是 酵 母 菌 无 法 直 接 利 用 农 作 物 废 弃 物 ， 原 因 是 其 __________________________________________________________ ______________。 (4)若要利用图示中的发酵产物生产醋酸，常用的菌种为________， 则 下 一 阶 段 的 发 酵 过 程 中 应 通 入 ________， 温 度 严 格 控 制 在 ________℃。 答案 (1)分离 纤维素 稀释涂布平板 刚果红染色 刚果红 透 明圈 (2)酵母菌 18～25 高压蒸汽灭菌 灼烧灭菌 (3)缺乏相应分解酶系(或缺乏能分解木质素、纤维素和半纤维素的 酶) (4)醋酸菌 无菌空气 30～35 解析 (1)过程①加入的微生物的作用是使固体的秸秆、叶等颗粒分 解，故该微生物为纤维素分解菌，从土壤中获取①所需微生物的过程 称为微生物的分离；由于分离的微生物能分解纤维素，故选择培养基 应以纤维素为唯一碳源。纯化菌种时，将筛选获得的菌液稀释后用稀 释涂布平板法接种到培养基上。在筛选纤维素分解菌时，常利用刚果 红染色法，刚果红与纤维素反应形成红色复合物，当纤维素被分解后， 红色复合物无法形成，可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。 (2)酒精发酵阶段接种的微生物是酵母菌，酒精发酵时一般将温度控 制在 18～25 ℃。在培养微生物的过程中，对培养基和接种环采用的 灭菌方法分别是高压蒸汽灭菌和灼烧灭菌。(3)由于酵母菌细胞缺乏 能分解木质素、纤维素和半纤维素的酶，故农作物废弃物无法被酵母 菌直接利用。(4)酵母菌发酵产物主要为乙醇，以乙醇为原料生产醋 酸的过程为醋酸发酵，醋酸菌代谢类型为异养需氧型，故醋酸发酵过 程中应通入无菌空气，并将温度严格控制在 30～35 ℃。 14.(2018·石家庄质检)为了分离和纯化高效分解石油的细菌，科研 人员利用被石油污染过的土壤进行如图 A 所示的实验。 (1)配制好的培养基通常使用____________法灭菌。步骤③与步骤② 中 培 养 基 成 分 相 比 ， 最 大 的 区 别 是 步 骤 ③ 使 用 的 培 养 基 中 ______________。 (2)同学甲进行步骤④的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如 图 B 所示。该同学的接种方法是______________，出现图 B 结果可能 的失误操作是________。 (3)同学乙也按照同学甲的接种方法进行了步骤④的操作：将 1 mL 样品稀释 100 倍，在 3 个平板上分别接入 0.1 mL 稀释液；经适当培 养后，3 个平板上的菌落数分别为 56、58 和 57。据此可得出每升样 品中的活菌数为________个。 (4)步骤⑤需要振荡培养，原因是_____________________________ __________________________________________________________ _______________________________________________________。 (5)步骤⑤后取样测定石油含量的目的是_______________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________。 答案 (1)高压蒸汽灭菌 石油是唯一碳源 (2)稀释涂布平板法 涂布不均匀 (3)5.7×107 (4)提高培养液中(溶解)氧的含量，通过振荡可使菌体与培养液充分 接触，提高营养物质的利用率 (5)筛选出分解石油能力最强的细菌 解析 (1)使用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。步骤③与步骤② 中培养基成分相比，最大的区别是步骤③中使用的培养基中石油是唯 一碳源。(2)根据图 B 所示平板经培养后的菌落分布可知，该同学的 接种方法是稀释涂布平板法。平板上菌落聚集分布，出现这种结果可 能的失误操作是涂布不均匀。(3)每升样品中的活菌数＝(56＋58＋ 57)÷3÷0.1×100×1 000＝5.7×107 个。(4)振荡可使菌体与培养液 充分接触，提高营养物质的利用率，并且提高培养液中(溶解)氧的含 量。(5)为了筛选出分解石油能力最强的细菌，步骤⑤后取样测定石 油含量，选取石油含量最低的菌种作为分解石油能力最强的菌株。 15.莠去津是一种含氮农药，在土壤中不易降解，为修复被其污染的 土壤，可按下面程序选育能降解莠去津的细菌(目的菌)。请据图回答 (已知莠去津在水中溶解度低，含过量莠去津的固体培养基不透明)： (1)由图推断，从 A 瓶到 C 瓶液体培养的过程称为________，目的是 __________________________________________________________ ______________。 (2)在将 C 瓶菌种接种到固体培养基之前通常要进行________，将菌 种接种到固体培养基的方法有平板划线法和____________法，从图中 看本实验采用的是________(填“前者”或“后者”)。 (3)一段时间后，培养基出现无透明圈和有透明圈两种菌落，筛选的 目的菌是________菌落中的细菌，该菌落生长所需的氮元素主要来源 于________。 (4)为弄清固体培养基中的非目的菌是来自 C 瓶菌种还是培养基，应 如何设置对照组？__________________________________________ __________________________________________________________ _________________________________________________________。 答案 (1)选择培养 初步选择能降解莠去津的细菌(目的菌)并增加 其数量 (2)梯度稀释 稀释涂布平板 后者 (3)有透明圈 莠去津 (4)配制的培养基灭菌后不接种菌种，与实验组放在相同条件下培养 解析 (1)图中从 A 瓶到 C 瓶液体培养过程为选择培养，目的是初步 选择能降解莠去津的细菌(目的菌)并增加其数量。(2)将菌种接种到 固体培养基的方法有平板划线法和稀释涂布平板法两种，由图中固体 培养基上的菌落分布比较均匀可知，该接种方法是稀释涂布平板法， 该方法包括梯度稀释操作和涂布平板操作。(3)根据题干信息“莠去 津在水中溶解度低，含过量莠去津的固体培养基不透明”可知，能够 降解莠去津的目的菌可分解莠去津，使菌落周围出现透明圈，因此选 择菌落周围存在透明圈的细菌即为目的菌。由于培养基中只有莠去津 一种氮源，因此分解莠去津的微生物所需的氮源主要由莠去津提供。 (4)为弄清固体培养基中的非目的菌是来自 C 瓶菌种还是培养基，应 设置灭菌后不接种菌种的空白培养基进行对照，两种培养基放在相同 条件下培养，若空白培养基上无菌落出现，则非目的菌一定来自 C 瓶菌种，若空白培养基上出现菌落，则说明非目的菌可能来自培养基。