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- 2021-09-28 发布
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课题 3 分解纤维素的微生物的分离
理一理
判一判
1.纤维素是构成植物细胞壁的主要成分,在纤维素酶的作用
下,纤维素可以水解成葡萄糖。(√)
2.纤维素分解菌能利用纤维素的根本原因是它们能产生纤维
素酶。(√)
3.纤维素可为微生物提供碳源和能源。(√)
4.葡萄糖苷酶能将纤维素分解为葡萄糖。(×)
5.刚果红可以与纤维素形成透明复合物,所以可以通过是否
产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(×)
6.分离纤维素分解菌的实验中,应从富含纤维素的环境中取
土样。(√)
7.刚果红染色法只能在培养微生物的时候加入刚果红。(×)
8.鉴别纤维素分解菌的刚果红培养基是固体培养基。(√)
9.在刚果红培养基上有透明圈的菌落一定是纤维素分解菌。
(×)
悟一悟
1.纤维素分解菌的选择培养基为液体培养基,利用液体培养基
能使营养成分充分消耗,以增加纤维素分解菌的浓度。纤维素分
解菌的鉴别培养基为固体培养基,因为需要在培养基上形成我们
肉眼可见的菌落。
2.在上述选择培养基中能以纤维素作为碳源和能源的微生物
可以正常生长,而其他绝大多数微生物不能正常生长;而在上述
鉴别培养基中,绝大多数微生物都可以正常生长。
3.利用选择培养基可选择出某种微生物并通过培养增加数
量,而利用鉴别培养基可鉴别微生物种类。
4.在使用顺序上,一般先使用选择培养基培养,梯度稀释后
再用鉴别培养基鉴别。
感悟体会:
练一练
1.[2019·江苏高考题]下列关于产纤维素酶菌分离及运用的叙
述,不合理的是( )
A.筛选培养基中应含有大量的葡萄糖或蔗糖提供生长营养
B.可从富含腐殖质的林下土壤中筛选产纤维素酶菌
C.在分离平板上长出的菌落需进一步确定其产纤维素酶的能
力
D.用产纤维素酶菌发酵处理农作物秸秆可提高其饲用价值
解析:应该用以纤维素为唯一碳源的培养基筛选纤维素分解
菌,只有纤维素分解菌能够存活,A 项错误;木材、秸秆中富含
纤维素,故可以从富含腐殖质的林下土壤中筛选出产纤维素酶菌,
B 项正确;用以纤维素为唯一碳源的培养基筛选纤维素分解菌后,
为了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,C 项正确;用产纤维素酶菌发酵处理农作物秸秆,可以把
纤维素分解成葡萄糖,提高饲用价值,D 项正确。
答案:A
2.植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解,回答:
(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌________,该酶是由 3
种组分组成的复合酶,其中葡萄糖苷酶可将________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(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 , 其 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 , 其 原 因 是
________________________________________________________
________________
____________________________________________________
____________________。
解析:(1)微生物产生的纤维素酶是一种复合酶,包括内切酶
(CX 酶)、外切酶(C1 酶)和葡萄糖苷酶。其中的葡萄糖苷酶可将纤维
二糖分解成葡萄糖。(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时,
CR 可与纤维素形成红色复合物。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透明圈。(3)
分析表格可知,培养基甲为液体培养基,不能用于分离和鉴别纤
维素分解菌,纤维素分解菌鉴别培养基属于固体培养基,培养基
乙没有纤维素,因此也不能用于分离和鉴别纤维素分解菌。培养
基乙不能用于分离和鉴别纤维素分解菌,原因为培养基中没有纤
维素,不会形成 CR 纤维素红色复合物。
答案:(1)纤维素酶 纤维二糖 葡萄糖
(2)红 透明圈
(3)不能 液体培养基不能用于分离单菌落 不能 培养基中
没有纤维素,不会形成 CR 纤维素红色复合物
考点 1 实验原理
1.下列关于纤维素酶的说法,错误的是( )
A.纤维素酶是一种复合酶,至少包括三种组分
B.葡萄糖苷酶可把纤维素分解成葡萄糖
C.纤维素酶可用于去掉植物的细胞壁
D.纤维素酶可把纤维素分解成葡萄糖
解析:纤维素酶是一种复合酶,包括 C1 酶、CX 酶和葡萄糖苷
酶,A 项正确;葡萄糖苷酶可把纤维二糖分解成葡萄糖,B 项错
误;植物体细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶组成,所以纤维素
酶可用于去掉植物的细胞壁,C 项正确;纤维素酶可把纤维素分
解成葡萄糖,D 项正确。
答案:B
2.当纤维素被纤维素酶分解后,会在培养基中出现一些透明
圈,这些透明圈是( )
A.是以纤维素分解菌为中心形成的
B.是纤维素分解后的葡萄糖
C.是由纤维素酶聚集在一起形成的
D.是刚果红与纤维素形成的复合物
解析:刚果红可以与纤维素结合形成红色的复合物,而纤维
素分解菌可以产生纤维素酶将纤维素分解为葡萄糖,因此在纤维
素分解菌的菌落周围,由于缺少纤维素而出现透明圈。
答案:A
3.[2019·辉南县第一中学高二月考]刚果红是一种酸性染料,
能将下列哪些物质染色( )
①纤维二糖 ②葡萄糖 ③纤维素 ④苏木精 ⑤弹性纤
维
A.①③④ B.①②③
C.②③④ D.③④⑤
解析:刚果红可以与多糖物质形成红色复合物,因此不能将
纤维二糖染色,①错误;葡萄糖是单糖,不能被刚果红染色,②
错误;纤维素是多糖,可以被刚果红染色,③正确;苏木精是多
糖,可以被刚果红染色,④正确;弹性纤维是多糖,可以被刚果
红染色,⑤正确。因此可以被刚果红染色的是③④⑤。
答案:D
考点 2 实验设计
4.[2019·北京高二期末]为了从牛的瘤胃中分离出能够分解纤
维素的微生物,下列实验操作不科学的是( )
A.制备以纤维素为唯一碳源的培养基
B.将培养基和器材进行严格的灭菌
C.将提取的胃液进行梯度稀释
D.配置培养基过程中不需要调节 pH 值
解析:分离能够分解纤维素的微生物,培养基中应以纤维素
作为唯一碳源进行选择培养,可分离出能够分解纤维素的微生物,
A 项正确;将培养基和实验器材进行严格的消毒灭菌,以防杂菌
污染,B 项正确;由于牛的瘤胃中能够分解纤维素的微生物数量
多,所以要将提取的胃液进行系列稀释后接种培养,C 项正确;
配置培养基过程中需要调节 pH 值,调节 pH 后再灭菌,D 项错误。
答案:D
5.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
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,另一方面便于进行稀释涂布平板,①②
正确;纤维素分解菌也可以在固体培养基上生长,③错误;鉴别
纤维素分解菌使用的是固体培养基,④错误。因此,正确的是①②。
答案:A
6.[2019·十堰市郧阳第一中学模拟]从土壤中分离尿素分解菌
和纤维素分解菌,具有下列类似的操作过程:
(1)在过程④的选择培养基是________培养基,过程⑧的选择
培养基是________培养基 (填“固体”或“液体”)。④的具体措
施是__________________;⑧的选择措施是__________________。
(2)在过程③样品梯度稀释后,一般只将稀释度为 104~106 倍
的菌液分别接种到 3 个平板培养基上,接种的常用方法为
________________。
(3)过程⑩采用________________________的鉴别方法较简
单。周围出现透明圈,但不能 100%确定为纤维素分解菌的菌落,
其 原 因 是
________________________________________________________
________。
解析:(1)将微生物接种在固体培养基上培养,才能形成菌落,
可见,过程④的选择培养基是固体培养基。进行梯度稀释并接种
前要进行过程⑧所示的选择培养,因此过程⑧的选择培养基是液
体培养基。④选择培养的目的是筛选尿素分解菌,所以具体的措
施是应以尿素为唯一氮源;⑧选择培养的目的是筛选纤维素分解
菌,所以⑧的选择措施是以纤维素为唯一碳源。(2)常采用稀释涂
布平板(或平板划线)法,将稀释度为 104~106 倍的菌液分别接种到
3 个平板培养基上。(3)刚果红可与纤维素形成红色复合物,但并
不和纤维素水解后的纤维二糖和葡萄糖发生颜色反应。当纤维素
被纤维素酶水解后,刚果红—纤维素复合物就无法形成,培养基
中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。可见,过程⑩采用倒
平板时加入刚果红染液的鉴别方法较简单。由于不分解纤维素(或
分解刚果红或淀粉)的微生物菌落也可能出现透明圈,所以周围出
现透明圈的菌落,不能 100%确定为纤维素分解菌。
答案:(1)固体 液体 以尿素为唯一氮源 以纤维素为唯一
碳源
(2)稀释涂布平板(或平板划线)
(3)倒平板时加入刚果红染液 不分解纤维素(或分解刚果红
或淀粉)的微生物菌落也可能出现透明圈
7.纤维素是一种重要的碳水化合物,土壤中的某些微生物能
将其分解利用。下图是纤维素分解菌培养与分离流程图,分析并
回答下列问题:
(1)分离纤维素分解菌的培养基中需要加入______染料,在纤
维素酶的作用下纤维素最终被分解成______,而出现以纤维素分
解菌为中心的透明圈。
(2) 实 验 操 作 过 程 中 , 进 行 选 择 培 养 的 目 的 是
__________________________________________。将样品涂布到
鉴 别 培 养 基 中 进 行 梯 度 稀 释 的 原 因 是
____________________________________________。
(3)在三个纤维素分解菌培养基平板上,均接种稀释倍数为 105
的土壤样品液 0.1 mL,培养一段时间后,平板上长出的细菌菌落
数分别为 156、178 和 191,则每毫升土壤样品中的细菌数量是
________个。
解析:(1)分离纤维素分解菌的培养基中需要加入刚果红染料,
在纤维素酶的作用下纤维素最终被分解成葡萄糖,而出现以纤维
素分解菌为中心的透明圈。(2)实验操作过程中,进行选择培养的
目的是增加纤维素分解菌的浓度,以确保能从样品中分离到该菌,
将样品涂布到鉴别培养基中进行梯度稀释的原因是选择培养后的
样品中纤维素分解菌的浓度高,直接培养很难分离得到单菌落。(3)
土壤样品中的细菌数的计算公式为每克样品中的菌株数=
(C÷V)×M,其中 C 代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,
V 代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M 代表稀释倍数,
故每毫升土壤样品中的细菌数量是(156+178+191)/3×105÷0.1=
1.75×108 个。
答案:(1)刚果红 葡萄糖
(2)增加纤维素分解菌的浓度,以确保能从样品中分离到该菌
选择培养后的样品中纤维素分解菌的浓度高,直接培养很难分离
得到单菌落
(3)1.75×108
一、选择题
1.[2019·湖北高二期中]下列环境中,纤维素分解菌含量最高
的是( )
A.热带雨林中的土壤 B.寒带雨林中的土壤
C.花盆中的土壤 D.荒漠地区的土壤
解析:生物与环境是相互依存的,纤维素含量高的地区,土
壤中纤维素分解菌含量就多。相比较而言,在这四种环境中,热
带雨林中残枝败叶最丰富,其土壤中富含纤维素。
答案:A
2.[2019·通化市第十四中学高二期中]下列关于纤维素酶的叙
述中,错误的是( )
A.纤维素酶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
苷酶三种组分
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
解析:纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种酶,
即 C1 酶、CX 酶和葡萄糖苷酶,前两种酶可以把纤维素分解成纤维
二糖,葡萄糖苷酶可把纤维二糖分解成葡萄糖,A 项错误,B 项
正确;由上述分析可知,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,C 项正确;由上述分析可知,分解纤维素
的细菌、真菌和放线菌,都是通过产生纤维素酶来分解纤维素的,
D 项正确。
答案:A
3.[2019·湖北高二期中]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.纤维素分解菌适宜在液体培养基上生长
B.可以充分利用培养基中的营养物质
C.可以增加纤维素分解菌的浓度
D.可获得高纯度的纤维素分解菌
解析:纤维素分解菌在液体和固体培养基上都可以生长,A
项错误。使用液体培养基是为了使纤维素分解菌快速生长繁殖,
增加纤维素分解菌的浓度,B 项错误。固体培养基的容量有限,
而使用液体培养基空间大,同时振荡培养可以保证充分供氧,利
于纤维素分解菌的生长,因此可以增加纤维素分解菌的浓度,C
项正确。筛选需要用固体培养基,D 项错误。
答案:C
4.[2019·山西临汾第一中学校高二期中]下列关于分离纤维素
分解菌的实验的叙述,错误的是( )
A.经选择培养后将样品直接涂布到鉴别纤维素分解菌的培养
基上
B.当土壤样品中纤维素分解菌数量较多时,选择培养这一步
可以省略
C.可先在固体培养基上培养微生物,再用刚果红溶液染色
D.纤维素分解后的产物不能和刚果红形成红色复合物
解析:经选择培养后,再经梯度稀释,才能将样品涂布到鉴
别纤维素分解菌的培养基上,A 项错误;当土壤样品中纤维素分
解菌数量较多时,选择培养这一步可以省略,B 项正确;分离纤
维素分解菌时可先在固体培养基上培养微生物,再用刚果红溶液
染色,C 项正确;刚果红与纤维素形成红色复合物,分解纤维素
的菌可以分解纤维素,从而使红色消失产生透明圈,因此鉴别纤
维素分解菌的原理是纤维素分解后的产物不能和染料形成红色复
合物,D 项正确。
答案:A
5.常用的刚果红染色法有两种,一种是先培养微生物,再加
入刚果红进行颜色反应,另一种是在倒平板时就加入刚果红。这
两种染色法出现的结果是( )
A.方法一不出现透明圈,方法二出现透明圈
B.均不会出现透明圈
C.方法一出现透明圈,方法二不出现透明圈
D.均会出现透明圈
解析:两种刚果红染色法虽然程序不同,但最终都会使培养
基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈,故 D 项正确,A、B、
C 三项错误。
答案:D
二、非选择题
6.[2019·湖北高二期中]研究人员成功地从土壤中筛选到能产
生纤维素酶的微生物。请就“如何从土壤中获得纤维素分解菌”
回答以下问题:
(1)纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,
即 C1 酶、CX 酶和________ 酶。
(2)若获得纯净的菌株,常采用平板划线法进行接种,此过程
所用的接种工具是________,对该接种工具采用________灭菌的
方法。
(3)刚果红可以与纤维素等多糖形成红色复合物,但并不与
________和________发生这种反应。常用的刚果红染色法有两种:
第一种是先培养微生物,再加入刚果红进行颜色反应;第二种是
在倒平板时就加入刚果红。________(填“第一种”或“第二种”)
方法会使菌落之间发生混杂。
(4)如果观察到产生________的菌落,说明可能获得了纤维素
分解菌。为了确定是纤维素分解菌,还需要进行________________
的实验。
解析:(1)纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种
组分,即 C1 酶、CX 酶和葡萄糖苷酶。(2)若获得纯净的菌株,常
采用平板划线的方法进行接种,此过程所用的接种工具是接种环,
操作时采用灼烧灭菌的方法。(3)刚果红可以与纤维素等多糖形成
红色复合物,但并不与纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。常用的
刚果红染色法有两种:第一种是先培养微生物,再加入刚果红进
行颜色反应;第二种是在倒平板时就加入刚果红。第一种方法会
使菌落之间发生混杂。第二种方法:产生淀粉酶的微生物也产生
模糊的透明圈,有些微生物能降解色素,形成明显的透明圈,故
两种方法各有缺点。(4)刚果红与纤维素反应呈红色,纤维素分解
菌产生的纤维素酶会将纤维素分解而不能与刚果红染液呈红色,
在菌落周围会出现透明圈。为了确定是纤维素分解菌,还需要进
行发酵产纤维素酶的实验。纤维素酶的测定方法一般是对纤维素
酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量的测定。
答案:(1)葡萄糖苷 (2)接种环 灼烧 (3)纤维二糖 葡萄糖
第一种 (4)透明圈 发酵产纤维素酶
7.[2019·广东佛山一中高二期末]牛、羊等反刍动物具有特殊
的器官——瘤胃。在瘤胃中生活着多种微生物,其中某些细菌能
分解纤维素。为分离瘤胃中的纤维素分解菌,生物课外科研小组
的同学开展了如下实验。请分析回答下列问题:
(1)纤维素酶是由多种酶组成的复合酶,其中能催化纤维二糖
水解的是____________。纤维素酶的测定方法,一般是采用对纤
维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的________进行定量测定。
(2)—般而言,配制细菌培养基时,除了加入水、无机盐、碳
源 、 氮 源 等 主 要 营 养 成 分 之 外 , 还 应 添 加 适 量 的
________________。
(3)在稀释涂布之前,可以将菌种样液接种到液体培养基中进
行选择培养,其目的是____________________________________。
科研小组的同学将瘤胃菌种提取液接种到适宜的培养液中,调节
pH 及温度至适宜条件,并持续通入无菌空气,结果一段时间后发
现 培 养 液 中 几 乎 没 有 菌 种 , 原 因 是
____________________________________。
(4)为筛选目的菌株,在倒平板时就加入刚果红(CR),这种染
色法的优点是操作简单,不存在________的问题,缺点是会形成
假 透 明 圈 , 其 原 因 是
____________________________________________________(答出
一点即可)。
解析:(1)纤维素酶是由多种酶组成的复合酶,包括 C1 酶、CX
酶和葡萄糖苷酶,其中能催化纤维二糖水解的是葡萄糖苷酶。纤
维素酶的测定方法,一般是采用对纤维素酶分解滤纸等纤维素后
所产生的葡萄糖进行定量测定。(2)一般而言,配制细菌培养基时,
除了加入水、无机盐、碳源、氮源等主要营养成分之外,还应添
加适量的特殊营养物质如生长因子、维生素。(3)在稀释涂布之前,
可以将菌种样液接种到液体培养基中进行选择培养,其目的是增
加纤维素分解菌(或目的菌)的浓度。科研小组的同学将瘤胃菌种提
取液接种到适宜的培养液中,调节 pH 及温度至适宜条件,并持续
通入无菌空气,结果一段时间后发现培养液中几乎没有菌种,原
因是瘤胃中的微生物为厌氧型,不能在有氧环境中生存、繁殖。(4)
为筛选目的菌株,在倒平板时就加入刚果红(CR),这种染色法的
优点是操作简单,不存在菌落混杂的问题,缺点是会形成假透明
圈,原因是产生淀粉酶的微生物或能降解色素的微生物也能产生
透明圈,与纤维素分解菌不易区分。
答案:(1)葡萄糖苷酶 葡萄糖
(2)特殊营养物质(生长因子、维生素)
(3)增加纤维素分解菌(或目的菌)的浓度 瘤胃中的微生物为
厌氧型,不能在有氧环境中生存、繁殖
(4)菌落混杂 产生淀粉酶的微生物或能降解色素的微生物也
能产生透明圈,与纤维素分解菌不易区分
8.[2019·四川高二期末]土壤中含有大量分解纤维素的细菌和
真菌,科研人员从土壤中筛选高效分解纤维素的真菌,以便用于
生产实践。请分析回答下列问题:
(1)纤维素分解菌在细胞________(填“内”或“外”)将纤维
素分解为葡萄糖。纤维素酶是一种复合酶,至少包括三种组分,
即______________________。
(2)利用刚果红染色法可以筛选出纤维素分解菌,一般选择
________较大的菌落。该小组将得到的菌株接种到液体培养基中
并混匀,一部分进行静置培养,另一部分进行振荡培养。结果发
现:振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因
是 : 振 荡 培 养 能
____________________________________________________(答两
点)。
(3)为了解纤维素酶的结构特点,需从细胞中将其提取出来,
提取时常用________法进行粗分离后再进行提纯,在纯度鉴定时,
采用 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳来鉴定提取得到纤维素酶的纯度。
电 泳 时 加 入 SDS 的 作 用 是
________________________________________________________
__。
解析: (1)纤维素分解菌可以将自身合成的纤维素酶分泌到细
胞外,在细胞外将纤维素分解为葡萄糖。纤维素酶是一种复合酶,
至少包括三种组分,即 C1 酶、CX 酶和葡萄糖苷酶。(2)刚果红能
与培养基中的纤维素形成红色复合物,当纤维素被纤维素酶分解
后,刚果红-纤维素的复合物就无法形成,培养基中会出现以纤
维素分解菌为中心的透明圈,而且透明圈的大小与纤维素酶的量
与活性有关。可见,利用刚果红染色法筛选纤维素分解菌,一般
选择透明圈较大的菌落。由于振荡培养能提高培养液中溶解氧的
含量,同时可使菌体与培养液充分接触,提高营养物质的利用率,
所以振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。 (3)纤维素酶
的化学本质是蛋白质,对其提取时常用透析法进行粗分离后再进
行提纯。电泳时加入 SDS 的作用是:掩盖不同种蛋白质间的电荷
差别,使电泳迁移率只取决于分子大小这一因素。
答案:(1)外 C1 酶、CX 酶和葡萄糖苷酶
(2)透明圈 提高培养液中溶解氧的含量,可使菌体与培养液
充分接触,提高营养物质的利用率
(3)透析 掩盖不同种蛋白质间的电荷差别,使电泳迁移率只
取决于分子大小这一因素
9.[2019·河南高二月考]纤维素分解菌培养基的配方,请回答
下列问题:
纤维素粉 5 g
NaNO3 1 g
Na2HPO4·7H2O 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
蒸馏水 加至 1 L
(1) 实 验 用 的 培 养 皿 常 用 的 两 种 火 菌 方 法 是
______________________________,其中一种方法在灭菌之前需
要将锅内的冷空气排尽,否则会因________________而影响灭菌
效果。
(2)这个培养基通过__________________________实现对纤维
素分解菌的选择作用,此外在培养过程中要将培养瓶放置在摇床
上 , 其 目 的 是
____________________________________________________。
(3)据图分析, 培养基中添加的多种无 机盐的作用包括
________________________________________________________
________________
____________________________________________________
____________________(至少答出三点)。
(4)若将此培养基改为纤维素分解菌的鉴别培养基,还需要在
其中添加的成分有________________。在实验室培养微生物时,
常 用 紫 外 线 对 空 气 进 行 消 毒 , 其 消 毒 原 理 是
________________________________。
解析:(1)实验室中培养皿常用干热灭菌法或高压蒸汽灭菌法
进行灭菌处理,其中高压蒸汽灭菌法在灭菌之前需要将锅内的冷
空气排尽,否则会因升不到预设温度而影响灭菌效果。(2)纤维素
分解菌可以分解纤维素,而其他微生物不能,因此这个培养基通
过以纤维素粉为唯一碳源实现对纤维素分解菌的选择作用;在培
养过程中将培养瓶放置在摇床上,可以增加培养液中的溶氧量,
并且促进菌体与营养物质充分接触,有利于菌体快速繁殖。(3)根
据表格分析可知,该培养基含有 5 种无机盐,这些无机盐具有为
微生物提供氮源、作为缓冲物质调节酸碱平衡、提供无机营养、
维持渗透压等功能。(4)鉴别纤维素分解菌应该用加入指示剂的固
体培养基,因此应该在该培养基中加入琼脂和刚果红;紫外线消
毒的原理是:使微生物的蛋白质变性,还能损伤 DNA。
答案:(1)干热灭菌和高压蒸汽灭菌 升不到预设温度
(2)以纤维素粉为唯一碳源 增加培养液中的溶氧量,并且促
进菌体与营养物质充分接触有利于菌体快速繁殖
(3)提供氮源,作为缓冲物质调节酸碱平衡,提供无机营养,
维持渗透压
(4)刚果红、琼脂 使微生物的蛋白质变性,还能损伤 DNA
10.[2019·山东高考模拟]有研究者拟从中药渣肥堆的样本中
筛选高产纤维素酶菌株,为纤维素酶制剂的研制提供原料。
请回答下列问题:
(1) 从 中 药 渣 肥 堆 中 能 分 离 出 纤 维 素 分 解 菌 的 原 因 是
______________________。纤维素分解菌能产生纤维素酶,纤维
素酶由________组成。
(2)从中药渣肥堆中取样后,需要选择培养一段时间,其目的
是__________________________________;选择培养时要对培养
瓶 定 期 振 荡 , 其 目 的 是
______________________________________。
(3)若将纤维素分解菌内的酶提取出来,进行固定,一般不采
用 包 埋 法 , 其 原 因 是
____________________________________________________。
(4)筛选获得纤维素酶高活性菌株 3 株,分别命名为 Z1、Z2
和 Z3。在相同培养基培养相同时间后,测得 3 种菌株的菌落直径
与产生的透明圈直径结果如下表。
菌株编
码
菌落直径(d)
cm
透明圈直径(D)
cm D/d
Z1 3.43 5.43 1.58
Z2 1.83 4.86 2.66
Z3 2.15 4.88 2.27
培养基中的纤维素能与________产生红色复合物,纤维素被
分解后,就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。由表可知,
________________菌株纤维素酶的活性最强。
解析:(1)根据某种微生物生存环境的特点进行筛选的原则,
纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中,根据题意,从中
药渣肥堆中能分离出纤维素分解菌,说明中药渣富含纤维素。纤
维素酶是一种复合酶,包括 C1 酶、CX 酶、葡萄糖苷酶。(2)从中
药渣肥堆中取样后,需要选择培养一段时间,以增加纤维素分解
菌的数量;选择培养时要对培养瓶定期振荡,以便于增加培养液
内的氧气含(溶解)量,同时让培养液与菌体充分接触,利于微生物
对营养物质的利用,加速繁殖。(3)固定化酶一般不采用包埋法,
原因是酶分子较小,易从包埋材料中漏出。(4)根据以上分析可知,
在以纤维素为唯一碳源的培养基中加入刚果红染料,可用来鉴定
纤维素分解菌,纤维素与刚果红反应能够形成红色复合物,纤维
素被分解后,就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。由表中
可知,透明圈直径与菌落直径比值越大的菌株纤维素酶的活性越
强,即图中的编码 Z2 的菌株纤维素酶的活性最强。
答案:(1)纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中,而
中药渣富含纤维素 C1、CX、葡萄糖苷酶
(2)增加目的(纤维素分解)菌的数量 增加培养液内的氧气含
(溶解)量、让培养液与菌体充分接触
(3)酶分子较小,容易从包埋材料中漏出来
(4)刚果红 Z2
11.[2019·山东高考模拟]为了使牛仔裤呈现“穿旧”的效果,
在工业洗衣机中用酶洗代替传统的浮石擦洗,其生产工艺流程如
下图所示。请完成以下问题:
(1)纤维素酶是一种复合酶,它至少包括____________、
____________和____________三种组分。
(2)在上述工艺中,通过__________________________可控制
仿旧颜色的深浅。
(3)若在实验室筛选纤维素分解菌,在选择培养后可进行梯度
稀释和________过程,一般通过观察________的有无挑选出所需
菌种。
(4)实验室中获取纯化分解纤维素的细菌常用的接种方法还有
________。在接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了
一段时间,这样做的目的是__________________;接种后在恒温
培 养 箱 中 培 养 时 , 培 养 皿 必 须 倒 置 , 其 目 的 是
________________________________________________________
。
解析:(1)纤维素酶是一种复合酶,包括 C1 酶、CX 酶和葡萄
糖苷酶。 (2)温度、pH 会影响酶的活性,酶作用的时间也会影响
酶作用效果,因此可以通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制
仿旧颜色的深浅。 (3)筛选纤维素分解菌时,在选择培养后可进行
梯度稀释和涂布平板操作,然后通过观察透明圈的有无挑选出所
需菌种,即能够在添加刚果红的培养基上出现透明圈的说明该菌
落是纤维素分解菌,否则不是纤维素分解菌。 (4)据图分析可知,
该接种方法是平板划线法。在接种前,随机取若干灭菌后的空白
平板先行培养了一段时间,这样做的目的是检验培养基是否灭菌
合格,培养时需要将平板倒置,原因是防止冷凝形成的水滴落在
培养基上污染培养基,冲散菌落。
答案:(1)C1 酶 CX 酶 葡萄糖苷酶
(2)调节温度、酸碱度和处理时间
(3)涂布平板 透明圈
(4)平板划线法 检验培养基是否灭菌合格 防止冷凝形成的
水滴落在培养基上污染培养基,冲散菌落