2019-2020学年新突破同步人教版生物选修一练习：专题2课题3　分解纤维素的微生物的分离

2019-2020学年新突破同步人教版生物选修一练习：专题2课题3　分解纤维素的微生物的分离

[基础全练] 1．下列哪种物质可以被纤维素酶分解( ) A．牛肉片 B．鱼片 C．滤纸条 D．塑料条 解析：纤维素酶只能使纤维素分解，本题中只有 C 项滤纸条的主要成分是纤维素， 所以可以将滤纸条分解。 答案：C 2．微生物体内能够使纤维素分解成纤维二糖的酶是( ) 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：微生物体内产生的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，其中 C1 酶和 CX 酶能使纤维素分解成纤维二糖，葡 萄糖苷酶能将纤维二糖分解成葡萄糖。 答案：A 3．下列有关纤维素分解菌的选择培养，叙述正确的是( ) A．可以增加纤维素分解菌的浓度 B．可以减少纤维素分解菌的浓度 C．所用培养基是固体培养基 D．选择培养可以省略，但不可以重复操作 解析：选择培养可以增加纤维素分解菌的浓度，A 正确、B 错误；纤维素分解菌的 选择培养所用培养基是液体培养基，C 错误；选择培养可以省略，也可以重复操作， D 错误。 答案：A 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→涂布平板→发酵培养 B．土壤取样→选择培养→梯度稀释→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→涂布平板→选择培养→挑选菌落 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选择作用的培养基 上→挑选菌落。 答案：B 5．鉴定纤维素分解菌时，可以使用刚果红染色法，刚果红染色法有两种常用方法， 两种刚果红染色法的结果是( ) A．均会出现透明圈 B．方法一出现，方法二不出现 C．均不会出现透明圈 D．方法一不出现，方法二出现 解析：两种刚果红染色法染色的时间不同，但结果一样，均出现透明圈。 答案：A 6．鉴别培养基是根据微生物的代谢特点在培养基中加入一些物质配制而成的，这 些物质是( ) A．指示剂或化学药品 B．青霉素或琼脂 C．高浓度食盐 D．维生素或指示剂 解析：在培养基中加入青霉素或高浓度食盐的目的是抑制某些微生物的生长，而 加维生素一般是为微生物提供生长因子，起不到鉴别作用，只有在加入某种指示 剂或化学药品后，某些微生物会与特定的化学物质发生特定的化学反应，而表现 出特有的菌落特征，我们可以根据这些特征去判断属于哪种微生物。 答案：A 7．某校生物兴趣小组研究发现，秸秆还田的过程中施加外源纤维素酶能起到较好 的效果。下列有关叙述错误的是( ) A．纤维素酶是一种复合酶，其中纤维二糖酶能够将纤维素分解为纤维二糖 B．纤维素分解菌主要分布于富含纤维素的环境中，纤维素分解菌常用刚果红染液 进行鉴定 C．菌落周围的透明圈大小可以反应纤维素分解菌产生的酶的多少 D．为了确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产生纤维素酶的实验 解析：纤维素酶是一种复合酶，包括 C1 酶、CX 酶和葡萄糖苷酶三种，其中 C1 酶、 CX 酶把纤维素分解成纤维二糖，A 错误；纤维素分解菌主要分布于富含纤维素的 环境中，刚果红染液可用于鉴定纤维素分解菌，B 正确；菌落周围的透明圈大小可 以反应纤维素分解菌产生的酶的多少，纤维素酶含量越多，透明圈越大，C 正确； 为了确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产生纤维素酶的实验，D 正确。 答案：A 8．为了从牛的瘤胃中分离出能够分解纤维素的微生物，下列实验操作及叙述，不 科学的是( ) A．在富含纤维素的培养基上长出的菌落即为纤维素分解菌 B．将培养基和实验器材进行严格的消毒灭菌 C．将提取的胃液进行稀释后接种培养 D．接种后在适宜温度和无氧条件下培养 解析：纤维素分解菌的选择培养基中除富含纤维素外还含有酵母膏和水解酪素等 成分，因此纤维素分解菌在富含纤维素的培养基上能够形成生长优势，但并不是 只允许纤维素分解菌生长，因此还需要利用刚果红染色法进行鉴别培养，A 项错 误。培养基和实验器材消毒灭菌是为了防止杂菌污染，B 项正确。为了能够得到单 细胞菌落，提取的胃液需先进行稀释后再接种培养，C 项正确。牛胃的缺氧环境只 能允许厌氧型的纤维素分解菌生长，因此培养牛胃中的纤维素分解菌应提供适宜 的温度和无氧环境，D 项正确。 答案：A 9．纤维素分解菌能够产生纤维素酶分解纤维素。回答下列问题： (1)实验室中筛选微生物的原理是______________________________________。 筛选纤维素分解菌应先将从土壤中获得的微生物，在以________为唯一碳源的 ________(填“固体”或“液体”)培养基上进行选择培养。 (2)在筛选纤维素分解菌的过程中，通常用________染色法，这种方法能够通过颜 色反应直接对纤维素分解菌进行筛选。甲同学在实验时得到了右图所示的结果， 则纤维素分解菌位于( ) A．③ B．② C．②③ D．①②③ (3)乙同学打算从牛胃中分离纤维素分解菌并计数，与分离醋酸菌相比，进行培养 时除了营养物质不同外，最主要的差别是__________________________。该同学 采用活菌计数法统计的菌落数目往往比实际数目________。 解析：(1)实验室中筛选微生物时，人为提供有利于目的菌株生长的条件，同时抑 制或阻止其他微生物的生长。用于筛选目的菌株的培养基称为选择培养基。筛选 纤维素分解菌应先将从土壤中获得的微生物，在以纤维素为唯一碳源的液体培养 基上进行选择培养。(2)刚果红能与纤维素形成红色复合物，在纤维素被分解后红 色复合物将不再形成，则在培养基上出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。(3)牛 胃是一个厌氧的环境，所以其中的纤维素分解菌与需氧型醋酸菌培养条件有所不 同。活菌计数时，若菌落重合，只能计数为一个菌落，所以统计的菌落数目比实 际数目偏小。 答案：(1)人为提供有利于目的菌株生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物的生 长 纤维素 液体 (2)刚果红 A (3)保证无氧环境 小(低) 10．食物中的纤维素(即膳食纤维)对人体的健康有着重要的作用，其主要存在于蔬 菜和粗加工的谷类中，有促进肠道蠕动、利于粪便排出等功能，但纤维素不能被 人体吸收，因为人体缺乏分解纤维素的酶。某校生物兴趣小组开展了以下探究纤 维素酶的工作，请回答下列问题： (1)纤维素酶是一种复合酶，一般包括______________三种，其中能够将纤维二糖 分解为葡萄糖的是__________________________。 (2)自然界中不少微生物都具有分解纤维素的能力，要从土壤中筛选产生纤维素酶 的微生物，应在富含____________的土壤中采样。取回的土样中含有多种微生物， 可在培养基中加入______________来帮助筛选纤维素分解菌，目标菌落的特征是 ________________。为了提高酶的产量，研究人员欲利用诱变育种的方法获得能 产生较多纤维素酶的菌株，把实验组的菌株接种于多个配制好的培养基中，同时 接种对照组，相同条件下培养，观察两组菌株菌落周围的情况，选出________(填 “透明圈大的”“透明圈小的”或“无透明圈的”)菌株即为所需菌株。 (3)提取出的纤维素酶还需进一步鉴定，纤维素酶能催化纤维素分解为还原性的葡 萄糖，根据这一特性，可加入______________试剂并水浴加热，判断提取物是否 起到了降解纤维素的作用。 解析：(1)纤维素酶是一种复合酶，一般认为至少包括 C1 酶、CX 酶和葡萄糖苷酶三 种，其中能够将纤维二糖分解为葡萄糖的是葡萄糖苷酶。(2)纤维素分解菌常采用 刚果红染液进行鉴定，刚果红可以与纤维素结合形成红色复合物，纤维素分解菌 由于能够将纤维素分解而在平板上的菌落周围出现无色的透明圈，透明圈的大小 可以反映纤维素分解菌产生的酶的多少。透明圈越大说明纤维素分解菌分解纤维 素的能力越强，就是要筛选的菌株。(3)纤维素酶能催化纤维素分解为还原性的葡 萄糖，因此可以用斐林试剂进行检测。 答案：(1)C1 酶、CX 酶和葡萄糖苷酶 葡萄糖苷酶 (2)纤维素 刚果红 存在以该菌落为中心的透明圈 透明圈大的 (3)斐林 [素养提升] 11．通过分离分解纤维素的微生物实验，对分解纤维素的微生物进行了初步的筛 选，这只是分离提纯的第一步，还需要进行( ) A．发酵产纤维素酶的实验 B．提取纤维二糖的实验 C．浓缩纤维素分解菌的实验 D．提取葡萄糖的实验 解析：为确定得到的是纤维素分解菌，还需进行发酵产纤维素酶的实验，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产生的葡萄糖进行定量 测定。 答案：A 12．利用农作物秸秆等纤维质原料生产的乙醇，经加工可制成燃料乙醇，从而减 少了对石油资源的依赖，如图为生产燃料乙醇的简要流程，据图分析错误的一项 是( ) 纤维质原料 ――→ ①预处理 微生物 A 可溶解复合物 ――→ ②发酵 微生物 B 乙醇 ――→ 加工 燃料乙醇 A．要得到微生物 A，最好选择富含纤维素的土壤采集土样 B．图中②过程常用的微生物 B 是酵母菌 C．微生物 A 和微生物 B 可利用的碳源相同 D．可用纤维素酶制剂代替微生物 A 起作用 解析：根据图解可知，微生物 A 的碳源是纤维素，故要想获得微生物 A，最好选 择富含纤维素的土壤采集土样，A 项正确；图中②过程表示生产乙醇的过程，常 用的微生物是酵母菌，B 项正确；微生物 A 所用碳源为纤维素，微生物 B 所用碳 源为纤维素降解物，C 项错误；微生物 A 之所以能利用纤维质原料是因为其含有 纤维素酶，故可用纤维素酶制剂代替微生物 A 起作用，D 项正确。 答案：C 13．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。为筛选出能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 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 正确。若将土壤稀释液灭菌，就不能筛选出能高效降解原油的菌种，C 错误。 在选择培养基上能形成分解圈的就是所需菌种，D 正确。 答案：C 14．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。 答案：A 15．有些微生物含有纤维素酶，通过对这些微生物的研究和应用，使人们能够利 用秸秆等废弃物生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等。纤维素酶可以通过微生 物进行发酵生产，为了提高酶的产量，请你设计一个实验，利用诱变育种的方法， 获得产生纤维素酶较多的菌株。 (1)写出实验步骤 ①__________________________________________________________________。 ②制备含有纤维素的固体鉴别培养基若干。 ③___________________________________________________________。 ④一段时间后，取培养基________，观察记录菌落周围透明圈的大小情况。 (2)预期实验结果及结论。 _____________________________________________________________。 解析：本题设计实验时包括两方面的内容，首先是对现有菌种进行诱变处理，由 于变异具有不定向性，获得的菌种可能有高产的也可能有低产的，还需要对处理 后的菌种进行筛选，需要利用筛选纤维素分解菌的培养基，应用刚果红染色法进 行筛选。根据实验组与对照组中透明圈的大小来判断产生纤维素酶的多少，相同 时间内形成的透明圈越大，说明产生的纤维素酶量越多，反之亦然。 答案：(1)①将培养好的生产菌株分成两组，一组用一定剂量的诱变剂处理，另一 组不处理做对照 ③把诱变组的大量菌株接种到多个含有纤维素的固体培养基 上，同时接种对照组(未处理)的菌株。把它们置于相同的条件下培养 ④用刚果红 染色 (2)①诱变组中菌落周围的透明圈与对照组相比较大，说明诱变育种获得了纤维素 酶产量高的菌种； ②诱变组中菌落周围的透明圈与对照组相同，说明诱变育种没有使菌株发生变化； ③诱变组中菌落周围的透明圈与对照组相比较小，说明诱变育种获得了纤维素酶 产量低的菌种