2019-2020年高中生物 2.3分解纤维素的微生物的分离同步训练（含解析）新人教版选修1.doc

2019-2020年高中生物 2.3分解纤维素的微生物的分离同步训练（含解析）新人教版选修1目标导航1.了解纤维素在生物圈的分布；知道纤维素酶的组成和作用。2.知道刚果红染色法的原理；了解两种刚果红染色法的要领。一、基础知识(一)纤维素与纤维素酶1纤维素的化学组成由_三种元素组成，是一种多糖。纤维素的基本组成单位是葡萄糖，人体内没有分解纤维素的酶，所以人体不能直接利用纤维素作为能源物质，但土壤中有分解纤维素的微生物，最终把纤维素分解成二氧化碳和水释放到无机环境中去。2纤维素的分布_是自然界中纤维素含量最高的天然产物，此外，木材、作物秸秆等也富含纤维素。纤维素产生于植物的光合作用，地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨。3纤维素酶的组成纤维素酶是一种_，一般认为它至少包括C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶三种组分。4作用机理纤维素_。 5纤维素酶催化纤维素水解的实验验证试管滤纸条0.1 mol/L醋酸醋酸钠缓冲溶液pH4.8纤维素酶7080 U/mL条件结果116 cm10 mL1 mL两试管固定在50 mL锥形瓶中，在摇床上以140 r/min的转速振荡反应1 h时间足够长，滤纸被_216 cm10 mL基本无变化(二)纤维素分解菌的筛选1筛选方法：_。2筛选原理当我们在含纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红能与培养基中的纤维素形成_。当纤维素被_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_为中心的透明圈，这样，我们就可以通过_来筛选纤维素分解菌。3两种刚果红染色法(1)先_，再加入_进行颜色反应。(2)在_时就加入刚果红。二、实验设计1实验流程2设置对照将1实验流程中的选择培养基改为_的培养基，如牛肉膏蛋白胨基础培养基，其余过程均与1实验流程相同。3梯度稀释用1 mL无菌吸管从选择培养基中吸取1 mL培养液注入盛有9 mL无菌水的试管中，吹吸三次，使充分混匀；然后再用一支1 mL无菌吸管从此试管中吸取1 mL菌液注入另一支盛有9 mL无菌水的试管中，以此类推配制成101、102、103、104、105、106倍的各种稀释液。4涂布培养将鉴别培养基三个平板分别用记号笔写上104、105、106倍的三种稀释液，另取三个不含纤维素的培养基平板，分别用记号笔写上104、105、106倍的三种稀释液；然后用三支1 mL无菌吸管分别从104、105、106倍的三管稀释液中吸取_对号滴入已写好稀释度的平板上，用无菌玻璃涂布器在培养基表面轻轻地涂布均匀。将培养基平板_于3037温室中培养12 d，每隔24 h观察菌落情况。5筛选菌株(1)刚果红染色。(2)挑选菌落：将产生明显_的菌落，挑取并接种到纤维素分解菌的选择培养基上，在3037下培养，可获得纯种。6结果分析与评价(1)培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落：对照的培养基在培养过程中_菌落生长，则说明培养基制作合格；如果观察到_透明圈的菌落，则说明可能获得了分解纤维素的微生物。(2)分解的结果是否一致：由于在土壤中细菌的数量远远高于真菌和放线菌的数量，因此最容易得到的是细菌。但由于所取土样的环境不同，学生也可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果。7课题延伸(1)为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行_的实验，纤维素酶的发酵方法有_发酵和_发酵两种。(2)纤维素酶的测定方法：一般是采用对纤维素酶分解纤维素后所产生的_含量进行定量测定。知识点一基础知识1下列关于分离纤维素分解菌的实验的叙述，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选择培养这一步可省略，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2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乳酸菌知识点二实验设计3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_。制备含有纤维素的固体鉴别培养基若干。_。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。_。4分离土壤中纤维素分解菌用到的方法是()稀释平板法涂布平板法单细胞挑取法选择培养分离法A B C D一、选择题1纤维素、纤维素酶和控制纤维素酶合成的物质，它们的基本组成单位依次是()A葡萄糖、葡萄糖和氨基酸B葡萄糖、氨基酸和核苷酸C氨基酸、氨基酸和核苷酸D淀粉、蛋白质和核酸2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3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挑选菌落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4鉴定纤维素分解菌时，可以使用刚果红对其染色，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5纤维素酶是一种复合酶，主要包括()AC1酶 BCx酶C葡萄糖苷酶 D包括A、B、C6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7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8刚果红是一种酸性染料，能将下列哪些物质染色()纤维二糖葡萄糖纤维素苏木精弹性纤维A B C D二、简答题9下图为分离并统计分解纤维素的微生物的实验流程，据此回答有关问题：(1)要从富含纤维素的环境中分离纤维素分解菌，从高温热泉中寻找耐热菌，这说明_。(2)在将样品接种到鉴别纤维素分解菌的培养基之前，可通过选择培养增加纤维素分解菌的浓度，某同学根据需要配制了纤维素分解菌的培养基如下表。整个实验过程严格无菌操作，如果将其中的纤维素粉换成_，菌落数_，即可说明选择培养基的作用。成分含量纤维素粉5.0 gNaNO31.0 gNa2HPO47H2O1.2 gKH2PO40.9 gMgSO47H2O0.5 gKCl0.5 g酵母膏、水解酪素0.5 g蒸馏水1 000 mL(3)接种微生物最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法，本实验宜采用_法，原因是_。10选择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酚类化合物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)重复培养的目的是_。(4)的菌落中大部分是降解_的微生物。(5)为_组，为_组，设置的目的是_。(6)采用_法，接种到的培养基中，在操作过程中为防止污染应注意的事项是_。第7课时分解纤维素的微生物的分离知识清单一、(一)1.C、H、O2.棉花3.复合酶4.纤维二糖葡萄糖5.完全分解(二)1.刚果红染色法2.红色复合物纤维素酶纤维素分解菌是否产生透明圈3.(1)培养微生物刚果红(2)倒平板二、1.纤维素(1)浓度(3)混浊106(2)倒平板操作(3)涂布平板透明圈2.不含纤维素4.0.1 mL倒置5.(2)透明圈6(1)没有产生7.(1)发酵产纤维素酶液体固体(2)葡萄糖对点训练1A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；选择培养可省略；经稀释培养后，用刚果红染色；设置对照能证明经选择培养的确得到了欲分离的微生物。规律链接刚果红染色法两种方法的比较优点缺点方法一显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用操作繁琐，加入刚果红会使菌落之间发生混杂方法二操作简便，不存在菌落的混杂问题由于纤维素和琼脂、土豆汁中都含淀粉类物质，可能使产生淀粉酶的微生物也形成透明圈，即假阳性反应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形成明显透明圈，与纤维素分解菌不易区分2.C分解纤维素的细菌能将纤维素分解，刚果红与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。3(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，另一组不处理作对照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用刚果红染色(2)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；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；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。规律链接纤维素分解菌的选择培养基和鉴别培养基的区别(1)纤维素分解菌的选择培养基为液体培养基，因培养基中无凝固剂，利用液体选择培养基以增加纤维素分解菌的浓度。(2)能产生纤维素酶的微生物能以纤维素作为碳源和能源，在培养基中正常生长，其他绝大多数生物不能正常生长。(3)鉴别培养基中含有琼脂，为固体培养基，刚果红染色法应用的就是此培养基。4B分离土壤中的纤维素分解菌，先进行选择培养，增加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种培养。稀释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。但此方法只适用于耐高温微生物的分离。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，经培养后形成单个菌落。达标测试1B2A对纤维素分解菌的鉴定，常用的方法是进行对分离的菌种进行发酵产纤维素酶的实验。3B正确的流程是“土壤取样选择培养稀释涂布平板挑选菌落”，其中选择培养的目的是增加纤维素分解菌的浓度，因此需要在稀释涂布平板之前进行，最后根据菌落的特征挑选纤维素分解菌。4A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。5D6B通过鉴别培养基上形成的透明圈中的菌落，只是对分解纤维素的微生物进行的初步筛选，为确定得到的是纤维素分解菌，需要进行发酵产纤维素酶的实验，并且进行纤维素酶的测定，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。7D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，另外还有放射线菌和细菌，如梭状芽孢杆菌及某些好氧性细菌。8D刚果红是一种酸性染料，可与纤维素反应形成红色复合物，在动物组织制片中用来染神经轴、弹性纤维、胚胎材料等，在植物制片中可以跟苏木精作二重染色。9(1)根据目的菌株对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找(2)葡萄糖明显多于选择培养基(3)稀释涂布平板平板划线法难以根据稀释液体体积计算每克样品中的菌株数解析在寻找目的微生物时要根据目的菌株对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找；微生物的选择培养就是根据微生物的不同特点，在培养基中加入某些物质，允许一部分微生物的生存，而抑制另一部分微生物的生长。在本实验中，由于只有纤维素分解菌才能利用培养基中的纤维素，因此只含有纤维素粉的培养基为选择培养基，而葡萄糖是许多微生物都能利用的碳源，因此通常用葡萄糖来配制完全培养基，在选择培养基上生长的微生物种类少，菌落数就少；微生物的分离的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，因为两种方法都能使菌体分散到培养基的表面，但是平板划线法不能确定接种量，而稀释涂布平板法可以确定接种量，因此平板划线法不能根据稀释液体积计算每克样品中的菌株数。10(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，选择出能降解酚类化合物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，同时挑取菌落接种到试管中，并塞好棉塞，最后接种环在火焰上灼烧，杀灭残留物解析经过在液体选择培养基上培养，增加了该微生物的浓度，这样能确保从样品中分离到所需的微生物，然后把该种微生物稀释涂布到含有对羟基苯甲酸的平板表面，经过适宜条件培养，在平板上生长的菌落大部分是能降解对羟基苯甲酸的微生物。为了获得纯培养，用灭菌的接种环采取单细胞挑取法接种到含有对羟基苯甲酸的培养基中培养作为实验组，设置空白对照的目的是说明通过富集培养的确得到了欲分离的目标微生物。