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专题2微生物的培养与应用课题3分解纤维素的微生物的分离作业目标①简述纤维素酶的种类及作用；②学会从土壤中分离出能分解纤维素的微生物；③讨论纤维素分解菌的应用价值。作业设计限时：40分钟满分：100分一、选择题(每题4分，共60分)1．纤维素酶是一种()A．合成酶B．转移酶C．水解酶D．裂解酶解析催化两个分子合成一个分子反应的酶为合成酶；催化分子间基团转移的酶叫转移酶；催化非水解的除去底物分子中的基团及其逆反应的酶为裂解酶；催化水解反应的酶叫水解酶。答案C2．微生物工业生产纤维素酶所需重要的产酶微生物有()A．木霉B．曲霉C．青霉D．包括A、B、C三项解析能够分解纤维素的微生物包括很多真菌，如木霉、青霉、曲霉、根霉等具有分解纤维素的能力，另外还有放线菌和细菌，如粘细菌、梭状芽孢杆菌及某些好氧性细菌。答案D3．鉴别纤维素分解菌的培养基中碳源为()A．CMC－NaB．木聚糖C．纤维素D．半纤维素解析CMC－Na为可溶性纤维素衍生物，在鉴别纤维素分解菌的培养基中作为碳源，可被Cx酶水解。木聚糖为半纤维素的一种，植物细胞壁除纤维素以外的糖为半纤维素，包括各种聚戊糖、聚己糖。答案A4．纤维素酶可以将哪种物质分解()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C5．分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是()A．经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上B．富集培养这一步可省略，但培养纤维素分解菌少C．经稀释培养后，用刚果红染色D．对照组可用同样量的培养液涂布到不含纤维素的培养基上解析经选择培养后，再经稀释，才能将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上；富集培养可省略；经稀释培养后，用刚果红染色；设置对照能证明经富集培养的确得到了欲分离的微生物。答案A6．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，其他菌种在这种培养基中不能生存。答案C7．两种刚果红染色法的结果是()A．均会出现透明圈B．均不会出现透明圈C．方法一出现，方法二不出现D．方法一不出现，方法二出现解析两种刚果红染色法都会出现透明圈，但方法一在加入刚果红溶液时会造成菌落混杂，而先加入刚果红的方法则可能出现假阳性现象。答案A8．分离土壤中纤维素分解菌用到的方法是()①稀释倒平板法②稀释涂布平板法③单细胞挑取法④选择培养分离A．①②B．②③④C．②③D．①③④解析分离土壤中纤维素分解菌，先进行选择培养，增大纤维素分解菌的浓度，梯度稀释，涂布平板、培养，单细胞挑取以获得纯培养。稀释倒平板法是先进行梯度稀释，然后分别取不同稀释液少许，与已熔化并冷却至50℃左右的琼脂培养基混合、摇匀后，倾入灭菌的培养皿中，制成可能含菌的琼脂平板，保温一定时间即可出现菌落。涂布平板法是先将熔化的培养基倒入无菌培养皿，制成无菌平板，冷却凝固后，将一定量的某一稀释度的样品液涂布在整个平板表面，经培养后形成单个的菌落。答案B9．在加入刚果红的培养基中出现透明圈的菌落是()A．分解尿素的细菌B．硝化细菌C．分解纤维素的细菌D．乳酸菌解析分解纤维素的细菌能将纤维素分解，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。答案C10．关于选择培养纤维素分解菌，正确的叙述是()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．所用培养基是平板培养基解析选择培养能增加纤维素分解菌的浓度，所用培养基是液体培养基，以便于下一步的稀释涂布操作。答案A11．表层土壤中纤维素分解菌的同化作用类型和异化作用方式分别是()①自养型②异养型③有氧呼吸④无氧呼吸A．①③B．②③C．①④D．②④解析纤维素分解菌分布在富含纤维素的环境中，以分解纤维素得到的小分子有机物为碳源和能源，为异养型微生物，其生活环境含氧，故为需氧型。答案B12．植物细胞内与纤维素合成关系密切的细胞器是()A．核糖体B．液泡C．高尔基体D．内质网解析本题考查了植物细胞中各细胞器的作用，纤维素是在高尔基体中合成的，核糖体是蛋白质合成场所，液泡是植物细胞中的一个贮存仓库，内质网是蛋白质分子加工、运输的通道。答案C13．(多选)纤维素酶在工农业生产中的应用是()A．饲料添加剂B．白酒的生产C．蔬菜D．纺织解析纤维素酶能将纤维素水解为葡萄糖，因此可作为动物饲料添加剂，提高饲料的有效能值，还可提高胞内物质的消化率，消除抗营养因子，为动物提供蛋白质类物质等，纤维素酶又可用于白酒生产、蔬菜、纺织工业中。答案ABCD14．微生物(除病毒外)需要从外界吸收营养物质，并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列有关微生物营养的说法正确的是()A．纤维素分解菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的B．许多微生物(如细菌、放线菌)为原核生物，不含具膜的线粒体，所以只进行无氧呼吸，为厌氧型生物C．培养基中的营养物质浓度越高对微生物的生长越有利D．生长因子是微生物生长必需的，而微生物本身合成这些物质的能力往往不足解析纤维素分解菌的同化作用类型为异养型，培养基中一定要添加有机碳源，硝化细菌的同化作用类型为自养型，培养基中可不加碳源，也可添加无机碳或有机碳，所以两者的碳源物质不一定相同；有些原核生物虽不含线粒体，但仍可进行有氧呼吸，大多数微生物异化作用类型为需氧型；培养基中营养物质的浓度要有适当比例，浓度太高，会使微生物过度失水死亡；生长因子是微生物生长所必需的，而微生物本身合成这些物质的能力往往不足，需在培养基中特别添加。答案D15．下面从土壤中筛选纤维素分解菌的实验步骤正确的是()①土壤取样②称取10g土加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中③吸取0.1mL进行平板涂布④依次稀释至101、102、103、104、105、106、107稀释度A．①→②→③→④B．①→③→②→④C．①→②→④→③D．①→④→②→③解析在分离土壤中某细菌时，应先选取土样(10g)，然后加无菌水获得土壤浸出液，并进行不同倍数稀释，最后将稀释液涂布到培养基表面进行培养，并分离和计数。答案C二、简答题(共40分)16．(18分)生物乙醇是以生物为原料生产的可再生能源。我国利用农作物废弃物(秸秆)生产乙醇，其技术流程为：纤维素酶解→酵母菌发酵→蒸馏→成品。回答下列问题：(1)纤维素酶的成本能否下降，是能否实现乙醇工业化生产的关键因素。纤维素酶可以从能分解纤维素的细菌培养液中提取。某同学设计了分离土壤中纤维素分解菌的实验流程：土壤取样→选择培养→梯度稀释→鉴别培养。①最好选择怎样的环境采集土样？__________________________________________________________。②以下是一种培养基配方：纤维素粉5g、NaNO31g、Na2HPO4·7H2O1.2g、KH2PO40.9g、MgSO4·7H2O0.5g、KCl0.5g、酵母膏0.5g、水解酪素0.5g，将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000mL。该培养基能够增加样品中纤维素分解菌的浓度，其原理是________________________。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________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。④纤维素分解菌培养液中的纤维素酶产量如何呢？请设计实验进行检测。(2)乙醇是酵母菌的发酵产物，发酵时酵母菌直接利用的物质是________。解析(1)①纤维素分解菌的代谢类型为异养需氧型，因此，需要选择有机质(纤维素)丰富的表层土壤为样本进行提取。②在上述培养基中，碳源仅为纤维素，由于生物与环境的相互依存关系，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对较高，不适应该营养条件的微生物的生长繁殖受到抑制，因而提高了纤维素分解菌的浓度。③纤维素分解菌的鉴别常用刚果红染液采用稀释涂布平板法接种。④纤维素酶能将纤维素分解成葡萄糖，因此可以通过溶液中纤维素的剩余量或葡萄糖的产生量来测纤维素酶的产量。(2)酵母菌进行乙醇发酵时直接利用的物质是葡萄糖。答案(1)①选择纤维素含量丰富的土壤环境②培养基中的纤维素是唯一碳源，有利于纤维素分解菌的生长，同时抑制其他微生物的生长③刚果红稀释涂布平板法透明圈④向一定量的纤维素分解菌培养液中加入定量纤维素，定时测定葡萄糖产量的变化。(2)葡萄糖17．(22分)富集培养是微生物学中最强有力的技术手段之一。主要是指利用不同微生物间生命活动特点的不同，制定环境条件使仅适应该条件的微生物旺盛生长，从而使其在群落中的数量大大增加，人们能够更容易地从自然界中分离到所需的特定微生物。富集条件可根据所需分离的微生物的特点，从物理、化学、生物及综合多个方面进行选择，如温度、pH、紫外线、高压、光照、氧气、营养等许多方面。下图描述了采用富集方法从土壤中分离能降解对羟基苯甲酸的微生物的实验过程。(1)本实验所需培养基为_________________________________________________，碳源为____________________。(2)实验原理是______________________________。(3)①→③重复培养的目的是__________________________。(4)⑤的菌落中大部分是降解________________的微生物。(5)⑥为________组，⑦为________组，设置⑥的目的是___________________________________________________。(6)⑤→⑥采用________法，接种到⑥的培养基中，在操作过程中为防止污染应注意的事项是__________________________________________________________________________。解析富集培养的培养基是一种选择培养基，可用于分离具有某种代谢特点的微生物，本题就是为了选择出能分解对羟基苯甲酸的微生物。该实验的培养基的碳源为对羟基苯甲酸；全过程包括筛选―→扩大培养―→纯化―→鉴定。答案(1)选择培养基对羟基苯甲酸(2)利用以对羟基苯甲酸为唯一碳源的选择培养基，经富集培养，选择出能降解对羟基苯甲酸的微生物(3)增大分解对羟基苯甲酸微生物的比例(4)对羟基苯甲酸(5)对照实验说明通过富集培养的确得到了欲分离的目标微生物(6)单细胞挑取接种环在火焰上灼烧灭菌，烧红的接种环在空气中冷却，同时打开皿盖挑取菌种接种到试管中，并塞好棉塞，接种环在火焰上灼烧，杀灭残留物