课题3　分解纤维素的微生物的分离PPT配套优秀教学设计内容

课题3 分解纤维素的微生物的分离

关键语句：

1.纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶等组分。

2．纤维素酶的作用：纤维素C1酶、CX酶葡萄糖苷酶――→纤维二糖――→葡萄糖

3．刚果红可与纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。

4．以纤维素为主要碳源的选择培养基培养可以增加纤维素分解菌的浓度。

5．分离后，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。

一、纤维素与纤维素酶

1．纤维素

(1)化学组成：

(2)含量：是地球上含量最丰富的多糖类物质。

(3)分布：棉花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。

2．纤维素酶

(1)组成：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)作用：

纤维素C1酶、CX酶,纤维二糖葡萄糖苷酶,葡萄糖

二、纤维素分解菌的筛选

1．原理：纤维素分解菌产生的纤维素酶能分解刚果红和纤维素形成的红色复合物，使培养基上出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。

2．方法：刚果红染色法

方法一：先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应方法二：在倒平板时就加入刚果红

三、实验流程

- 1 -

四、纤维素分解菌的进一步鉴定

1．为确定得到的透明圈中的菌落是纤维素分解菌，需要进行发酵产纤维素酶的实验，发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。

2．纤维素酶的测定方法，一般是采用对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定。

基础小题：

1．寻找纤维素分解菌应到(

) A．湿润的环境中

B．富含纤维素的环境中

C．富含无机盐的环境中 D．池塘中

解析：选B 在寻找目的菌株时，要根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找，因此寻找纤维素分解菌应到富含纤维素的环境中寻找。

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

解析：选C 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。

3．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：选A 纤维素酶属于复合酶，至少包含C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶三种组分。其中C1酶和CX酶能将纤维素分解成纤维二糖，葡萄糖苷酶则将纤维二糖分解成葡萄糖。

4．筛选出纤维素分解菌后还需要用下列哪项实验来确定(

) A．发酵产纤维素酶 B．发酵产纤维素

C．纤维素酶分解滤纸 D．纤维素分解产生葡萄糖

解析：选A 为确定得到的透明圈中的菌落是否是纤维素分解菌，需要进行发酵产纤维素酶的实验，纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。

5．下列关于从土壤中筛选纤维素分解菌的实验步骤的排列顺序，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

解析：选B 从土壤中筛选纤维素分解菌的实验流程是“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的菌落。

- 2 -

核心要点一1．纤维素酶

(1)纤维素酶的组成及作用：

| 纤维素酶及纤维素分解菌的筛选

(2)纤维素酶作用的实验验证：

试管

滤纸条

缓冲液(pH＝4.8) 纤维素酶(70～80 u/mL) 条件

结果

2．纤维素分解菌的筛选——刚果红染色法

(1)原理：

1 1 cm×6 cm

10 mL 1 mL 2 1 cm×6 cm

11 mL —

将试管固定在50 mL的锥形瓶中，在揺床上以140 r/min的转速振荡反应1 h 滤纸条被完全分解

滤纸条基本无变化

(2)染色方法：

方法一：培养基经涂布培养长出菌落→覆盖质量浓度为1 mg/mL的CR溶液10～15 min15 min后后,倒去CR溶液→加入物质的量浓度为1 mol/L的NaCl溶液――→倒掉NaCl溶液→出现透明圈。

方法二：配制质量浓度为10 mg/mL的CR溶液→灭菌→按照每200 mL培养基加入1 mL的比例加入CR溶液→混匀→倒平板→接种后培养→出现透明圈。

(3)两种刚果红染色法的比较：

区别

优点

缺点

方法一

先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应

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，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂

方法二

倒平板时就加入刚果红

操作简便，不存在菌落混杂问题

容易出现假阳性反应

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[名师点拨] 在倒平板时就加入刚果红容易出现假阳性反应的原因：(1)由于在纤维素粉、琼脂和土豆汁中都含有淀粉类物质，可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应。(2)有些微生物具有降解色素的能力，长时间培养会降解刚果红，从而形成明显的透明圈，这些微生物与纤维素分解菌不易区分。

[题组冲关] 1．下列有关刚果红染色法的叙述，错误的是(

) A．刚果红可以在倒平板时加入

B．刚果红可以在菌落形成后加入

C．刚果红在菌落形成前倒平板时加入，加入的刚果红不需要灭菌

D．在菌落形成后加入刚果红时，刚果红不需要灭菌

解析：选C 在细菌菌落形成前倒平板时加入刚果红，则所加刚果红要进行灭菌，以防杂菌污染，影响纤维素分解菌菌落的形成；若在菌落形成后加入，则刚果红不需要灭菌。

2．(全国卷Ⅰ)植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题：

(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将________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、乙两种培养基(成分见下表)：

培养

基甲

培养

基乙

酵母膏

无机盐

淀粉

纤维

素粉

＋

琼脂

CR 溶液

＋

水

＋

＋

＋

－

＋

＋

＋

＋

－

＋

＋

＋

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，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，原因是___________________________________________________。

解析：(1)纤维素酶包括三种组分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，C1酶、CX酶催化纤维素分解成纤维二糖，葡萄糖苷酶将纤维二糖分解成葡萄糖。(2)CR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，CR­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的菌落为中心的透明圈。(3)培养基甲中未添加琼脂，为液体培养基，液体培养

- 4 -

基上不能形成单菌落，故不能用于分离和鉴别纤维素分解菌。培养基乙中未添加纤维素，不能和CR形成红色复合物，即使出现单菌落也不能确定为纤维素分解菌。

答案：(1)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，即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌

核心要点二1．实验流程

| 分离纤维素分解菌的实验流程及操作

2．选择培养的操作步骤

[名师点拨] 纤维素分解菌的筛选与鉴别所用的培养基

(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)选择培养基的目的是选择出某种微生物并通过培养增加数量，而鉴别培养基的目的是鉴别微生物种类。

(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。

3．纤维素分解菌与尿素分解菌的分离与鉴定比较

- 5 -

分离条件

鉴定方法

鉴定原理

纤维素分解菌的分离与鉴定

纤维素为主要碳源

在以纤维素为主要碳源的培养基上，利用刚果红染色法，出现透明圈

分解纤维素的微生物产生纤维素酶，将纤维素分解为纤维二糖或葡萄糖，使纤维素—刚果红复合物降解而出现透明圈

土壤取样→制备培养基→选择培养→富尿素分解菌的分离与鉴定

尿素作为唯一氮源

培养基中加入酚红指示剂，变红色

分解尿素的微生物合成脲酶，将尿素分解产生NH3，使pH升高，加入酚红变红色

步骤

集培养→梯度稀释→涂布培养→刚果红染色法→挑取菌落→进一步鉴定

土壤取样→制备培养基→样品梯度稀释→涂布平板→培养观察→进一步鉴定

[题组冲关] 3．下列关于分离纤维素分解菌的实验操作的叙述，错误的是(

) 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，但得到的纤维素分解菌会较少

C．可通过定时测定葡萄糖产量的变化来衡量纤维素分解菌培养液中的纤维素酶产量

D．对照组可用等量的纤维素分解菌培养液涂布到不含纤维素的培养基上

解析：选A 经选择培养后，需经稀释后才能将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上。

4．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。

核心要点三1．培养基的类型及应用

划分标准

物理性质

培养基种类

液体培养基

特点

不加凝固剂

用途

工业生产，连续培养

| 培养基与微生物的分离和鉴定

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半固体培养基

加凝固剂，如琼脂

固体培养基

观察微生物的运动、对微生物进行分类及鉴定

对微生物进行分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种

含化学成分不明确的天然物质

培养基成分明确天然培养基

化学成分

合成培养基

工业生产

(用化学成分已知的化学物质配成) 添加(或缺少)某种化学成分

在培养基中加入某对微生物进行分类、鉴别

选择培养基

用途

鉴别培养基

培养、分离出特定微生物

种指示剂或化学药品

鉴别不同种类的微生物

2．选择培养基和鉴别培养基的应用实例

类型

实例

培养基中加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌

培养基中加入高浓度的食盐用于分离得到金黄色葡萄球菌

选择

培养基

以尿素作为唯一氮源的培养基用于分离分解尿素的细菌

不添加氮源的培养基用于分离固氮微生物

石油是唯一碳源时，可以抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，达到分离能消除石油污染的微生物的目的

培养基放在高温环境中培养可得到耐高温的微生物

鉴别培养基

[题组冲关] 5．下列有关细菌培养的叙述，正确的是(

) A．在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌

添加伊红和美蓝的培养基可以鉴别大肠杆菌(菌落呈深紫色并带金属光泽)

- 7 -

B．在培养基中加入青霉素可抑制真菌而促进细菌生长

C．向液体培养基中通入氧气能促进破伤风杆菌的生长

D．在半固体培养基中接种细菌培养后可以观察其运动

解析：选D 菌落是指单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，形成的一个肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体，所以单个菌落中通常只有一种细菌；青霉素培养基往往是真菌选择培养基，加青霉素的培养基能抑制细菌生长而促进真菌生长；破伤风杆菌的代谢类型属于异养厌氧型，向培养基中通入氧气会抑制其生长。

6．大肠杆菌是寄生于人和动物肠道中的细菌，其代谢产物能与染料伊红美蓝反应，使菌落呈黑色。下面是其培养基配方：

成分

含量

蛋白胨

10 g 乳糖

10 g 磷酸二氢钾

2 g 琼脂

20～30 g 蒸馏水

1 000 mL 2%伊红水溶液

20 mL 0.5%美蓝水溶液

13 mL 回答下列问题：

(1)该培养基中，蛋白胨为大肠杆菌提供的主要营养有________________和维生素。从物理性质来看，该培养基属于________________培养基。

(2)对该培养基进行灭菌时，可采用________________法。在接种大肠杆菌前，需先将灭菌后的空白培养基放在恒温箱中培养一段时间，观察是否有菌落生成，其目的是________________________________。

(3)为检测严重污染水体中大肠杆菌的数量，将水样适当稀释后，取样涂布在上述平板培养基中，应选择颜色为________________的菌落进行计数。该方法是通过统计平板上的菌落数来推测样品中的活菌数，其原理是______________________________________________。

解析：微生物培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。鉴别、培养大肠杆菌可使用伊红美蓝培养基，菌落呈黑色或紫黑色且有金属光泽。(1)该培养基中，蛋白胨为大肠杆菌提供的主要营养有碳源、氮源和维生素。从物理性质来看，该培养基加入琼脂作为凝固剂，因此属于固体培养基。(2)对该培养基进行灭菌时，可采用高压蒸汽灭菌法。在接种大肠杆菌前，需先将灭菌后的空白培养基放在恒温箱中培养一段时间，观察是否有菌落生成，其目的是检测培养基制备是否合格(灭菌是否彻底)。(3)大肠杆菌的代谢产物能与染料伊红美蓝反应，使菌落呈黑色。为检测严重污染水体中大肠杆菌的数量，将水样适当稀释后，取样涂布在上述平板培养基中，应选择颜色为黑色的菌落进行计数。通过统计平板上的菌落数来推测样品中的活菌数的原理是当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落来源于样品稀释液中的一个活菌。

答案：(1)碳源、氮源

固体

(2)高压蒸汽灭菌

检测培养基制备是否合格(灭菌是否彻底) (3)黑色

当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落来源于样品稀释液中的一个活菌

- 8 -

7．(全国卷Ⅰ)空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下：

①配制培养基(成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O)；

②制作无菌平板；

③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；

④将各组平板置于37 ℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。

回答下列问题：

(1)该培养基中微生物所需的氮来源于______________。若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是_____________________________________________。

(2)步骤③中，实验组的操作是____________________________________________。

(3)若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了________现象。若将30(即36－6)个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法____________(填“正确”或“不正确”)。

解析：(1)牛肉膏和蛋白胨中均含有氮元素，因此微生物所需的氮来源于牛肉膏和蛋白胨。若要完成步骤②，需要进行倒平板操作，用到的是固体培养基，所以培养基中要有琼脂。(2)该实验的空白对照组为不进行处理的无菌平板，实验组的操作为将各无菌平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露相同时间。(3)若空白对照组的平板上出现了菌落，说明实验过程中出现了污染现象。空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，导致实验变量不唯一，不能确定实验组平板上的菌落是否仅由教室内不同高度空气中的微生物形成，因此不能求出实验组的菌落平均值。

答案：(1)牛肉膏、蛋白胨

琼脂

(2)将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间

(3)污染

不正确

[随堂基础巩固]

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，从而作为生物体的能量来源

解析：选D 自然界中许多生物都不能分解纤维素，只有能合成纤维素酶的生物才能分解纤维素。

2．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

- 9 -

B．纤维素酶可以把纤维素分解成葡萄糖

C．纤维素酶可用于去掉植物细胞的细胞壁

D．葡萄糖苷酶可把纤维素分解成葡萄糖

解析：选D 纤维素酶是一种可以把纤维素分解为葡萄糖的酶，它是一种复合酶，至少包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶三种组分。前两种酶将纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。

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．含有蛋白胨的固体培养基上

B．加入指示剂的鉴别培养基上

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 将细菌接种在以纤维素为唯一碳源的培养基上，据此可将能分解纤维素的细菌分离出来。能产生纤维素酶的细菌能够以纤维素作为碳源和能源，不能分解纤维素的细菌由于缺乏碳源而不能正常生长繁殖。

4．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

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，但并不和水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。

5．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，另一种是在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。

6．(江苏高考)漆酶属于木质素降解酶类，在环境修复、农业生产等领域有着广泛用途。下图是分离、纯化和保存漆酶菌株的过程，相关叙述正确的是(

)

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A．生活污水中含有大量微生物，是分离产漆酶菌株的首选样品

B．筛选培养基中需要加入漆酶的底物，通过菌落特征挑出产漆酶的菌落

C．在涂布平板上长出的菌落，只能通过划线进一步纯化

D．斜面培养基中含有大量营养物，可在常温下长期保存菌株

解析：选B 生活污水中含木质素的物质相对较少，产漆酶菌株也较少，不宜作为分离产漆酶菌株的样品；产漆酶菌株可降解木质素，在筛选培养基中加入木质素可筛选产漆酶的菌株，筛选时可通过菌落特征挑出产漆酶的菌落；在涂布平板上生长的菌落可通过平板划线法或稀释涂布平板法进一步纯化；对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法，即在－20 ℃的冷冻箱中保存。

7．分析下面纤维素分解菌的鉴别培养基的配方，回答问题：

成分

CMC­Na

酵母膏

KH2PO4

琼脂

土豆汁

将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL

(1)此培养基配方中为微生物提供碳源的是________________________。

(2)此配方为________培养基(根据物理状态划分)。

(3)若用此培养基鉴别纤维素分解菌，还应加入________染料。

(4)纤维素分解菌能否在不含纤维素但富含其他有机质的环境中生存？________。

(5)若通过实验测定该培养基用于鉴定纤维素分解菌的最适pH，仅凭一次实验能否准确测出？________。原因是_____________________________________________________。

解析：(1)培养基中能够提供碳元素的物质称为碳源，该培养基中含有碳元素的物质有CMC­Na、酵母膏、土豆汁。(2)该培养基含有凝固剂成分，因此根据物理状态划分属于固体培养基。(3)该培养基含有CMC，可以与刚果红结合形成红色复合物，若培养基中含有纤维素分解菌，则会形成以其为中心的透明圈。(4)纤维素分解菌为异养型生物，也可生活在其他富含有机质的环境中，只是数量不如富含纤维素的环境中多。(5)由于所控制的pH不是连续的，实验中也可能存在误差等，因此仅凭一次实验是不能准确测出其最适pH的。

答案：(1)CMC­Na、酵母膏、土豆汁

(2)固体

(3)刚果红

(4)能

(5)不能

所控制的pH不是连续的，实验存在误差 [课时跟踪检测] 一、选择题

- 11 - 含量

5～10 g 1 g 0.25 g 15 g 100 mL

1．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弹性纤维

A．①③ B．①②

C．②③ D．③④

解析：选D 刚果红是一种酸性染料，可与纤维素类的多糖反应形成红色复合物。

2．下列有关纤维素酶作用的验证实验的叙述，错误的是(

) A．可用报纸、复印纸来代替滤纸条

B．两支试管中所加缓冲液的量相等

C．在一定范围内，滤纸条的分解速度会随着纤维素酶含量的增加而加快

D．振荡会加快滤纸条的分解

解析：选B 在验证纤维素酶作用的实验中，两支试管所加缓冲液的量分别为10 mL和11 mL，加入10 mL缓冲液的试管中还需滴加1 mL的纤维素酶，而另一支试管则不加。

3．下列对刚果红染色法的叙述，错误的是(

) A．可以先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应

B．可以在倒平板时就加入刚果红

C．既可以先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应，也可以在倒平板时就加入刚果红

D．可以将刚果红与培养基中的其他物质混合后再灭菌倒平板

解析：选D 刚果红染色法一般有两种，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；一种是配制好培养基灭菌后，倒平板时加入经灭菌处理的刚果红，再接种微生物培养，直至产生透明圈。

4．加工橘子罐头时采用酸碱处理脱去中果皮(橘络)会产生严重污染。目前使用酶解法去除橘络可减少污染。下列生长在特定环境中的4类微生物，不能产生所用酶的是(

) A．生长在麦麸上的黑曲霉

B．生长在酸奶中的乳酸菌

C．生长在棉籽壳上的平菇

D．生长在木屑上的木霉

解析：选B 根据题目分析可知需要的酶为纤维素酶，黑曲霉、平菇、木霉分别以分解麦麸、棉籽壳、木屑为生，故能产生纤维素酶，生长在酸奶中的乳酸菌不能合成纤维素酶。

5．若大肠杆菌和圆褐固氮菌混合在一起采用下列哪组培养基可将它们分离(

) A．加食盐的培养基和蛋白胨培养基

B．伊红和美蓝培养基和无氮培养基

C．斜面培养基和液体培养基

D．加青霉素的培养基和液体培养基

解析：选B 大肠杆菌的代谢产物可与伊红和美蓝结合，使菌落呈黑色并带金属光泽；圆

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褐固氮菌能自行固氮，可用无氮培养基选择。

6．下列关于纤维素分解菌分离实验的说法，错误的是(

) A．通常采用刚果红染色法筛选纤维素分解菌

B．从土壤中分离含量较多的微生物时，选择培养可以省略

C．该实验用到选择和鉴别培养基

D．在用刚果红染色法中，若将微生物培养在事先加入刚果红的培养基上，出现透明圈的菌落肯定为所需菌种

解析：选D 刚果红能鉴别纤维素，可采用刚果红染色法筛选纤维素分解菌；从土壤中分离含量较多的微生物时，选择培养可以省略，但需要进行鉴别培养；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，故出现透明圈的菌落不一定为所需菌种。

7．在从土壤中分离出分解纤维素的微生物的实验中，先进行选择培养，再进行刚果红染色法筛选。先进行选择培养的目的是(

) A．增加纤维素分解菌的浓度

B．除去杂菌，获得能分解纤维素的纯菌种

C．杀灭不需要的微生物

D．在形成的菌落上获得纤维素分解菌种

解析：选A 在选择培养的条件下，可以使那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖，而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制，因此选择培养可以起到增加纤维素分解菌浓度的作用，但是不能得到单一菌种；该实验所用的选择培养基中的化学成分不能起到杀灭不需要的微生物的作用；该实验的选择培养基是液体培养基，微生物在培养液中繁殖，不能获得目标菌落。

8．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 测定纤维素酶的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测定。

9．下列有关培养基和菌种鉴定的叙述，错误的是(

) A．在培养基中加入较高浓度的氯化钠，可筛选出抗盐突变体植物

B．可利用固体培养基上菌落的特征来判断和鉴别细菌的类型

C．利用刚果红培养基上是否形成透明圈来筛选纤维素分解菌

D．在无氮培养基中加入酚红指示剂鉴定尿素分解菌

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解析：选D 在只含有尿素作为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂鉴定尿素分解菌。

10.实验测定链霉素对3种细菌的抗生素效应，用3种细菌在事先准备好的琼脂块平板上划3条等长的平行线(3条线均与图中的链霉素带接触)，将平板置于37 ℃条件下恒温培养3 d，结果如图所示。根据实验结果分析，下列叙述错误的是(

) A．链霉素能抑制结核杆菌的生长

B．链霉素对结核杆菌比对霍乱弧菌更有效

C．链霉素对结核杆菌比对伤寒杆菌更有效

D．链霉素可以用于治疗伤寒

解析：选D 根据图示对实验过程和结果进行分析，链霉素对霍乱弧菌和结核杆菌均有抑制作用，且对结核杆菌更有效，而对伤寒杆菌则不起作用。

二、非选择题

11．当今世界，能源和资源危机日趋严重，人们希望能借助纤维素酶将地球上最丰富(占全球总生物量80%)、最廉价的可再生资源纤维素转化为能直接利用的能源和资源。纤维素酶可以从能分解纤维素的细菌培养液中提取。某同学设计了如下分离土壤中纤维素分解菌的实验流程：

土壤取样→选择培养→(

)→鉴别培养

(1)请补充实验流程：_________________________________________________；找不到合适的取样环境，可采取的办法是_________________________________________________。

(2)选择培养的目的是______________________________________________；

研究人员用化合物A、硝酸盐、磷酸盐以及微量元素配制的培养基进行选择培养，该培养基为________(填“液体”或“固体”)培养基，其中加入的化合物A是______，为微生物的生长提供________。

(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____________法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。

解析：(1)经选择培养后，需经稀释后才能将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上。(2)可用含纤维素的液体培养基进行选择培养来增加纤维素分解菌的浓度。(3)刚果红是一种染料，可与纤维素反应形成红色复合物；培养基中有分解纤维素微生物存在的区域，纤维素会被分解，将出现透明圈。

答案：(1)梯度稀释

将富含纤维素的物质埋在土壤中

(2)增加纤维素分解菌的浓度

液体

纤维素

碳源

(3)刚果红

涂布平板

透明圈

12．如图为利用农作物废弃物——秸秆代替粮食作为原料生产燃料乙醇的主要技术及废弃物利用的流程图。请回答下列问题：

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(1)图中①所需微生物可从土壤中获取，获取该微生物的过程称为微生物的______________，选择培养基应以____________为唯一碳源。纯化菌种时，将筛选获得的菌液稀释后用________________法接种到培养基上。在筛选纤维素分解菌的过程中，常采用______________法，________能与培养基上的纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，红色复合物就无法形成，培养基上就会出现以纤维素分解菌为中心的__________，可以此来筛选纤维素分解菌。

(2)图中②酒精发酵阶段接种的微生物是__________，酒精发酵时一般将温度控制在________℃。在培养微生物的过程中，对培养基和接种环采用的灭菌方法分别是________________、__________________。

(3)图中③产生的农作物废弃物，主要成分为木质素、纤维素和半纤维素，但是酵母菌无法直接利用农作物废弃物，原因是其______________________________________________。

(4)若要利用图示中的发酵产物生产醋酸，常用的菌种为__________，则下一阶段的发酵过程中应通入______________，温度严格控制在____________℃。

解析：(1)过程①加入了微生物，其作用是使固体的秸秆颗粒分解，从土壤中获取①所需微生物的过程称为微生物的分离；由于分离的微生物能分解纤维素，故选择培养基应以纤维素为唯一碳源；纯化菌种时，将菌液稀释后用稀释涂布平板法接种到培养基上；在筛选纤维素分解菌时，常利用刚果红染色法，可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(2)酒精发酵阶段接种的微生物是酵母菌，20 ℃左右最适合酵母菌繁殖，故酒精发酵时一般将温度控制在18～25 ℃。在培养微生物的过程中，对培养基和接种环采用的灭菌方法分别是高压蒸汽灭菌和灼烧灭菌。(3)由于酵母菌细胞缺乏能分解木质素、纤维素和半纤维素的酶系统，故农作物废弃物无法被酵母菌直接利用。(4)酵母菌发酵产物主要为乙醇，以乙醇为原料生产乙酸的过程为醋酸发酵，醋酸菌代谢类型为异养需氧型，故发酵过程中应通入无菌空气，并将温度控制在30～35 ℃之间。

答案：(1)分离

纤维素

稀释涂布平板

刚果红染色

刚果红

透明圈

(2)酵母菌

18～25 高压蒸汽灭菌

灼烧灭菌

(3)缺乏相应分解酶系(或缺乏能分解木质素、纤维素和半纤维素的酶) (4)醋酸菌

无菌空气

30～35 13．(江苏高考)人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃，可用来发酵处理秸秆，提高秸秆的营养价值。为了增强发酵效果，研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株，并对其降解纤

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维素能力进行了研究。请回答下列问题：

(1)在样品稀释和涂布平板步骤中，下列选项不需要的是________(填序号)。

①酒精灯

②培养皿

③显微镜

④无菌水

(2)在涂布平板时，滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是________________________________________________________________________。

(3)向试管内分装含琼脂的培养基时，若试管口粘附有培养基，需要用酒精棉球擦净的原因是________________________________。

(4)刚果红可以与纤维素形成红色复合物，但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。研究人员在刚果红培养基平板上，筛到了几株有透明降解圈的菌落(如图)。图中降解圈大小与纤维素酶的______________有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是______(填图中序号)。

(5)研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株J1和J4，在不同温度和pH条件下进行发酵，测得发酵液中酶活性的结果见下图，推测菌株__________更适合用于人工瘤胃发酵，理由是________________________________________________________________________。

解析：(1)在样品稀释和涂布平板过程中，需要在酒精灯火焰附近进行操作，培养皿用于盛放培养基并培养细菌，无菌水作稀释的溶剂，此处唯一用不到的是显微镜。(2)在涂布平板时，要取少量菌悬液滴加到培养基表面，因为如果滴加菌悬液量过多，菌悬液就会堆积在培养基表面影响分离效果。(3)在向试管内分装含琼脂的培养基时，如果试管口粘附有培养基，就很容易使棉塞受到污染，因此，需要用无菌的酒精棉球将试管口擦拭干净。(4)因为刚果红可以与纤维素形成红色复合物，且不与纤维素降解产物反应。所以在刚果红培养基平板上，菌落周围有透明降解圈是纤维素被降解的结果，降解圈大小由纤维素酶的活性和量决定。图中菌落①周围的降解圈最大，因此其降解纤维素的能力最强。(5)考虑到人工瘤胃的发酵过程会使发酵液酸性增加，温度升高，在这个前提下，观察不同温度和pH条件下测得的发酵液中酶活性的结果图，从图中可以看出，在高温和低pH条件下都是J4菌株中的纤维素酶的活性较高，因而该菌株更适合用于人工瘤胃发酵。

答案：(1)③

(2)培养基表面的菌悬液会出现积液，导致菌体堆积，影响分离效果

(3)避免培养基污染棉塞

(4)量与活性

①

(5)J4

发酵过程会产热和产酸，J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高

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