2019-2020学年生物人教版选修1同步检测：专题2-课题3　分解纤维素的微生物的分离

2019-2020学年生物人教版选修1同步检测：专题2-课题3　分解纤维素的微生物的分离

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