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课下能力提升（六） 分解纤维素的微生物的分离
【基础题组】
1．下列关于纤维素的叙述，错误的是( )
A．纤维素是由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物
B．纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，是因为这些微生物能产生纤维素酶
C．植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素
D．自然界中的各种生物均能把纤维素分解成葡萄糖，从而为生物体提供能量
解析：选D 自然界中只有部分能够合成纤维素酶的生物才能分解纤维素。
2．使用刚果红染色时，加入刚果红应在( )
①制备培养基时 ②梯度稀释时 ③倒平板时 ④涂布时 ⑤长出菌落时
A．①③ B．②⑤
C．③⑤ D．④⑤
解析：选C 常用的刚果红染色法有两种，一种是先培养微生物，长出菌落后再加入刚果红进行颜色反应；另一种是倒平板时就加入刚果红。最终两种染色法都可以在培养基上观察到以纤维素分解菌为中心的透明圈。
3．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C 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，且其他菌种在这种培养基中不能生存。
4．在将样品稀释涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基之前一般先进行选择培养，其主要目的是( )
A．分离纤维素分解菌
B．加快纤维素分解菌的生长速度
C．使纤维素分解菌均匀地分布在稀释液中
D．增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离得到所需要的微生物
解析：选D 纤维素分解菌的选择培养基中富含纤维素，主要适合于能产生纤维素酶的纤维素分解菌的生长，所以选择培养的目的是增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离得到所需要的微生物。
5．在加入刚果红的培养基中会出现透明圈，产生的透明圈是( )
A．刚果红与纤维素形成的复合物
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B．刚果红与纤维二糖形成的复合物
C．纤维素分解后形成的葡萄糖导致的
D．以纤维素分解菌为中心形成的
解析：选D 刚果红可以与纤维素结合形成红色复合物，但并不和分解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。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。
6．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
解析：选B 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对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定。
7．在分离纤维素分解菌过程中往往需要振荡，其作用不包括( )
A．使纤维素分解菌与培养基混合均匀
B．使纤维素分解菌能充分吸收氧气
C．使纤维素分解菌能快速繁殖
D．防止纤维素分解菌失水
解析：选D 振荡的作用是使细菌与培养基充分接触，并充分吸收氧气，从而使其生命活动旺盛，繁殖加快。
8．下列有关纤维素分解菌分离实验的叙述，错误的是( )
A．该实验过程中选择培养的目的是增加纤维素分解菌的浓度
B．将分离得到的菌种接种在加入伊红美蓝的鉴别培养基上
C．当纤维素被纤维素分解菌释放的酶分解后，培养基上会出现透明圈
D．一般用刚果红染色法鉴别纤维素分解菌
解析：选B 通过选择培养可以增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物；将分离得到的菌种接种到选择培养基上；纤维素被纤维素分解菌释放的酶分解后，培养基上会出现透明圈；纤维素分解菌常用刚果红染色法进行鉴定。
【能力题组】
9．下列关于纤维素酶的叙述，错误的是( )
A．纤维素酶是一种复合酶，能将纤维素分解为葡萄糖
B．纤维素酶的组成单位是氨基酸
C．纤维素酶在微生物细胞内合成并发挥作用
D．筛选可产生纤维素酶的微生物，应在富含纤维素的环境中取土样
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解析：选C 纤维素酶由C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶组成，其中C1酶、CX酶可将纤维素分解为纤维二糖，葡萄糖苷酶可将纤维二糖分解为葡萄糖；纤维素酶的化学本质是蛋白质，基本组成单位为氨基酸；纤维素酶在微生物细胞内合成，分泌到细胞外分解纤维素；筛选可产生纤维素酶的微生物，应在富含纤维素的环境中取土样。
10．如表为某培养基的配方，有关叙述正确的是( )
成分
纤维素粉
Na2HPO4·7H2O
NaNO3
KH2PO4
MgSO4·7H2O
KCl
酵母膏
水解酪素
含量
5 g
1.2 g
1 g
0.9 g
0.5 g
0.5 g
0.5 g
0.5 g
A.此培养基为鉴别培养基
B．此培养基上能生长分解尿素的细菌
C．此培养基属于固体培养基
D．在此培养基上能生长的细菌可产生纤维素酶
解析：选D 该培养基中主要碳源为纤维素粉，因此为筛选纤维素分解菌的选择培养基，因该培养基中没有加琼脂，因此不属于固体培养基。
11．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：选A 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的纤维素分解菌，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。
12．下列有关纤维素分解菌分离实验的说法错误的是( )
A．刚果红不能与纤维素分解后的纤维二糖和葡萄糖形成红色复合物
B．在用刚果红染色时既可以先培养微生物再加入刚果红，也可以在倒平板时直接加入
C．该实验需用到选择培养基和鉴别培养基
D．在用刚果红染色过程中，若将微生物培养在事先加入刚果红的培养基上，则出现透明圈的菌落一定为所需菌种
解析：
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选D 刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖后，红色复合物无法形成；刚果红染色有两种方法，一种是先培养微生物再加入刚果红，另一种是在倒平板时就将刚果红染液加入培养基中，然后再培养微生物；该实验富集纤维素分解菌时需要选择培养基，筛选时需要鉴别培养基；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而形成明显的透明圈，因此出现透明圈的菌落不一定为所需菌种。
13．(2018·石家庄质检)为了分离和纯化高效分解石油的细菌，科研人员利用被石油污染过的土壤进行如图A所示的实验。
(1)配制好的培养基通常使用______________法灭菌。步骤③与步骤②中培养基成分相比，最大的区别是步骤③培养基中______________________。
(2)同学甲进行步骤④的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如图B所示。该同学的接种方法是____________________，出现图B结果可能的失误操作是______________________。
(3)同学乙也按照同学甲的接种方法进行了步骤④的操作：将1 mL样品稀释100倍，在3个平板上分别接入0.1 mL稀释液；经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为56、58和57。据此可得出每升样品中的活菌数为________个。
(4)步骤⑤需要振荡培养，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)步骤⑤后取样测定石油含量的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)使用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。步骤③与步骤②中培养基成分相比，最大的区别是步骤③中使用的培养基内石油是唯一碳源。(2)根据图B所示平板经培养后的菌落分布可知，该同学的接种方法是稀释涂布平板法。平板上菌落聚集分布，出现这种结果可能的失误操作是涂布不均匀。(3)每升样品中的活菌数＝(56＋57＋58)/3×10×100×1 000＝5.7×107(个)。(4)振荡可使菌体与培养液充分接触，提高营养物质的利用率，并且提高培养液中(溶解)氧的含量。(5)为了筛选出分解石油能力最强的细菌，步骤⑤后取样测定石油含量，选取石油含量最低的菌种作为分解石油能力最强的菌株。
答案：(1)高压蒸汽灭菌 石油是唯一碳源 (2)稀释涂布平板法 涂布不均匀 (3)5.7×107 (4)提高培养液中(溶解)氧的含量，通过振荡可使菌体与培养液充分接触，提高营养物质的利用率 (5)筛选出分解石油能力最强的细菌
14．莠去津是一种含氮农药，在土壤中不易降解，为修复被其污染的土壤，可按下面程序选育能降解莠去津的细菌(目的菌)。请据图回答(已知莠去津在水中溶解度低，含过量莠去津的固体培养基不透明)：
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(1)由图推断，从A瓶到C瓶液体培养的过程称为________，目的是________________________________________________________________________。
(2)在将C瓶菌种接种到固体培养基之前通常要进行________，将菌种接种到固体培养基的方法有平板划线法和______________法，从图中看本实验采用的是________(填“前者”或“后者”)。
(3)一段时间后，培养基出现无透明圈和有透明圈两种菌落，筛选的目的菌是____________菌落中的细菌，该菌落生长所需的氮元素主要来源于________。
(4)为弄清固体培养基中的非目的菌是来自C瓶菌种还是培养基，应如何设置对照组？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)图中从A瓶到C瓶液体培养过程为选择培养，目的是初步选择能降解莠去津的细菌(目的菌)并增加其数量。(2)将菌种接种到固体培养基的方法有平板划线法和稀释涂布平板法两种，由图中固体培养基上的菌落分布比较均匀可知，该接种方法是稀释涂布平板法，包括梯度稀释操作和涂布平板操作。(3)根据题目信息“莠去津在水中溶解度低，含过量莠去津的固体培养基不透明”可知，能够降解莠去津的目的菌可分解莠去津，使菌落周围出现透明圈，因此选择菌落周围存在透明圈的细菌。由于培养基中只有莠去津一种氮源，因此分解莠去津的微生物所需的氮源主要由莠去津提供。(4)为弄清固体培养基中的非目的菌是来自C瓶菌种还是培养基，应设置灭菌后不接种菌种的空白培养基进行对照，两种培养基放在相同条件下培养，若空白培养基上无菌落出现，则非目的菌一定来自C瓶菌种，若空白培养基上出现菌落，则说明非目的菌可能来自培养基。
答案：(1)选择培养 初步选择能降解莠去津的细菌(目的菌)并增加其数量 (2)梯度稀释 稀释涂布平板 后者 (3)有透明圈 莠去津 (4)配制的培养基灭菌后不接种菌种，与实验组放在相同条件下培养
15．(2017·江苏高考)苯酚及其衍生物广泛存在于工业废水中，对环境有严重危害。小明同学准备依据如图操作步骤，从处理废水的活性污泥中分离筛选酚降解高效菌株。请回答下列问题：
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(1)酚降解菌富集培养基含有蛋白胨、K2HPO4、MgSO4、苯酚和水，其中可作为碳源的有____________。
(2)将采集到的样品接种培养，苯酚用量应随转接次数增加而逐渐________，以达到富集酚降解菌的目的。若上图平板中菌落过于密集，应进一步____________，以便于菌落计数与分离。制备平板培养基时除了需要水、营养物质外，还必须添加________。
(3)右图为连续划线法示意图，在图中____________(填图中序号)区域更易获得单菌落。
(4)采用比色测定法(使用苯酚显色剂)检测降解后的废水中苯酚残留量。先制作系列浓度梯度并进行显色反应，下表中1～5号比色管的苯酚浓度应分别为________________________________________________________________________。
管号
1
2
3
4
5
6
苯酚浓度(mg/L)
1
如果废水为50 mg/L苯酚溶液，降解后约有21%的苯酚残留，则需将残留液稀释________(填序号：①5 ②10 ③20)倍后，再进行比色。
解析：(1)富集培养基中蛋白胨、苯酚都是含碳的有机物，可作为碳源。(2)欲富集酚降解菌，随转接次数的增加，应逐渐增加培养基中苯酚的含量；若接种培养后平板上菌落过于密集，则应进一步稀释后再进行涂布，以降低平板上菌落密度，便于菌落计数与分离；平板培养基是固体培养基，除含有水、营养物质(碳源、氮源、无机盐等)外，还需添加凝固剂(如琼脂)。(3)利用连续划线法接种时，最后的划线区域(③)中，菌体的密度较小，容易获得单菌落。(4)因系列浓度梯度中6号比色管中苯酚浓度为1 mg/L，故1～5号比色管中的苯酚浓度应分别为0 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L、0.6 mg/L、0.8 mg/L；根据题意，废水为50 mg/L苯酚溶液，降解后约有21%的苯酚残留，要使稀释后的苯酚残留液浓度介于0～1 mg/L，需将残留液稀释20倍左右。
答案：(1)蛋白胨、苯酚 (2)增加 稀释涂布 凝固剂 (3)③ (4)0、0.2、0.4、0.6、0.8 ③
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