2.3分解纤维素的微生物.doc

1为了解土壤微生物是否能分解农药，并尽快得出实验结论，有人用“敌草隆”（一种除草剂）进行了实验，取等量砂土分装于相同的两容器中，a组高压灭菌，b组不灭菌，下列有关事项肯定错误的是（ ）A.a组为实验组，b组为对照组B.向a、b中喷入等量敌草隆，再置于同一温箱中培养相同时间C.检测敌草隆消失的情况，预计a组敌草隆含量不变，b组敌草隆全部分解D.只用砂土，实验效果不如几种典型土壤混合后的好【答案】C【解析】试题分析：阅读提供可知，本题是通过实验探究土壤微生物能否分解农药，根据实验目的设计实验思路和步骤，然后结合选项描述分析综合进行判断解：A、由题意可知，a组高压灭菌，没有微生物，b组不灭菌，存在土壤微生物，所以a组为实验组，b组为对照组，A正确；B、由题意可知，实验的自变量的有无土壤微生物，敌草隆的使用量、培养条件是无关变量，应保持一致且适宜，所以向a、b中喷入等量敌草隆，再置于同一温箱中培养相同时间，B正确；C、b组的敌草隆不可能全部分解，C错误；D、不同的土壤微生物的种类不同，只用砂土，实验效果不如几种典型土壤混合后的好，D正确故选：C点评：本题的知识点是实验设计的对照原则和单因子变量的原则，不同土壤中微生物的种类不同，主要考查学生运用微生物培养的知识解决生产中问题的能力和设计实验对实验进行分析评价的能力2为探究落叶是否在土壤微生物的作用下腐烂，下列各项构成了一个实验设计，其中不符合实验目的步骤是（ ）A.可选择带有落叶的土壤为实验材料，筛出落叶和土壤B.将落叶平均分成两份，把土壤也平均分成两份C.将灭菌的落叶设为实验组，不做处理的落叶设为对照组D.将落叶分别埋入两组土壤中，观察腐烂情况【答案】C【解析】试题分析：本题是通过实验探究土壤微生物对落叶的分解作用，先找出实验目的，然后根据实验目的设计实验，并结合选项描述分析判断解：A、分解落叶的微生物往往在含有落叶的土壤中分别较多，所以可选择带有落叶的土壤为实验材料，筛出落叶和土壤，A正确；B、由实验目的可知，实验分两组，一组实验组，一组对照组，所以要将落叶平均分成两份，把土壤也平均分成两份，B正确；C、应将灭菌的落叶设为对照组，不做处理的落叶设为实验组，C错误；D、将落叶分别埋入两组土壤中，观察腐烂情况，D正确故选：C点评：本题的知识点是实验设计的对照性原则，土壤中分解落叶的微生物的获取，实验观察的指标，主要考查学生利用微生物培养的知识解决生活中问题的能力和设计实验进行问题探究的能力3欲从土壤中分离出能分解尿素的细菌，下列实验操作中不正确的是（ ）A.将土壤用无菌水进行一系列的梯度稀释B.同一浓度的土壤稀释液应至少涂布三个平板C.可将未接种的培养基在相同条件下培养作为对照D.用加入刚果红指示剂的培养基可筛选出分解尿素的细菌【答案】D【解析】试题分析：本题是分离土壤中分解尿素的菌的操作，根据选项涉及的内容回忆相关知识点分析判断解：A、为防止土壤浸出液浓度过高，不能获得单菌落，要将土壤用无菌水进行一系列的梯度稀释，A正确；B、同一浓度的土壤稀释液应至少涂布三个平板，防止偶然因素对实验结果的影响，B正确；C、可以将未接种的培养基在相同条件下培养作为对照，以判断培养基灭菌是否彻底，C正确；D、可筛选出分解尿素的细菌的培养基是以尿素为唯一氮源的选择培养基，D错误故选：D点评：本题的知识点是分离分解尿素的细菌的操作方法及所用的培养基，主要考查学生对分解尿素的菌的分离和计数这一课题的掌握与运用4（2013惠州模拟）下列说法正确的是（ ）A.从落叶丰富的土壤中筛选能分解纤维索的细菌B.家庭利用酵母菌制作腐乳C.用红色西瓜汁作还原糖鉴定的替代材料D.观察线粒体时，利用甲甚绿染液将线粒体染成绿色，再用显微镜观察【答案】A【解析】试题分析：本题是纤维素分解菌的分离实验，腐乳制作，还原糖鉴定实验，观察线粒体的实验几个实验的综合性题目，可以根据选项涉及的每个实验的具体内容回忆相关知识点，分析判断选项解：A、分解纤维素的菌生活在含纤维素丰富的地方，落叶落叶丰富的土壤中纤维素丰富，从中能筛选能分解纤维索的细菌A正确B、制作腐乳的主要菌种是毛霉，不是酵母菌B错误C、红色西瓜汁对砖红色沉淀由遮蔽作用，不能用红色西瓜汁作还原糖鉴定的替代材料C错误D、观察线粒体时，利用健那绿染液将线粒体染成蓝绿色，再用显微镜观察D错误故应选A点评：本题的知识点是筛选纤维素分解菌的土壤取样，腐乳制作的菌种，鉴定还原糖的取材原则，观察线粒体所用的试剂，主要考查 学生对基础知识的 掌握程度和综合运用的能力5（2014和平区二模）某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤（深5cm左右）为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，对土壤处理情况见下表与此有关的叙述不正确的是（ ）1组2组3组4组土壤处理灭菌不灭菌灭菌不灭菌湿润湿润较干燥较干燥A.探究的问题是不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用B.该实验的自变量为土壤的是否灭菌处理，实验中的对照组是1和3C.为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理D.预期结论是1、3组的落叶不被分解，2、4组中的落叶被不同程度的分解【答案】B【解析】试题分析：从题中可以看出，该实验的自变量是土壤湿润条件和是否灭菌，4个实验组相互对照；落叶上面也有微生物，也可以分解自身，所以也应该进行灭菌处理；因为1、3组土壤灭菌后，土壤中微生物被杀灭，无法所以分解落叶，2、4组没有灭菌，存在微生物，因其土壤的湿润条件不同，分解的落叶量也不相同解：A、实验组2组合4组可以形成对照，变量是土壤的湿润程度，来研究土壤微生物对落叶的分解作用，A正确B、该实验的变量有两个，一个是灭菌、不灭菌，一个是湿润、不湿润自变量是灭菌、不灭菌，在湿润条件下1、2形成对照，在干燥条件下3、4形成对照，所以1、3分别是两组对照实验的对照组，B错误C、为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理，消除微生物的影响，C正确D、1组和3组由于没有微生物，落叶不被分解，2组和4组由于有微生物，落叶不同程度的被分解，D正确答案：B点评：在设计实验时，要遵循对照性原则和单一变量的原则：对照原则：目的还是在于消除无关变量对实验结果的影响实验对照原则是设计和实施实验的准则之一通过设置实验对照对比，即可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力单一变量：在实验设计中仅仅改变实验中的某一项变量，其它因子不变，在此条件下，观察、研究该变量对实验材料和实验结果的影响除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要做到前后一致且适宜实验的顺利进行6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，下图为生产燃料乙醇的简要流程，据图分析错误的一项是 ()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【答案】C【解析】试题分析：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，A项正确；图中过程表示生产乙醇的过程，常用微生物是酵母菌，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。考点：本题考查生产乙醇的过程中的原料，微生物的种类等知识，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断的能力。评卷人得分二、双选题（题型注释）第II卷（非选择题）请点击修改第II卷的文字说明评卷人得分三、综合题（题型注释）7如图为利用农作物秸秆生产燃料乙醇的工艺流程，请回答：（1）过程常加入能分解 的微生物，其作用是把秸秆颗粒分解，从而产生 。（2）从土壤中获取所需微生物的过程称为微生物的 ，所用选择培养基应以 为唯一碳源，并向培养基中加入 以筛选出所需菌种。（3）酒精发酵常用的菌种是 ，生产酒精阶段的必要条件是 。在酸性条件下，可用 来检测发酵产物中是否有酒精产生。【答案】（1）纤维素 葡萄糖 （2）分离（1分） 纤维素 刚果红 （3）酵母菌 无氧（或密闭、密封） 酸性的重铬酸钾【解析】试题分析：（1）流程图显示，酵母菌能利用葡萄糖为碳源生产酒精，秸秆中含有的糖类主要是纤维素，但酵母菌不能直接利用纤维素，所以要先加入能分解纤维素的微生物将纤维素分解为葡萄糖，（2）从土壤中分离能分解纤维素的微生物时，选择培养基应以纤维素为唯一碳源，并向培养基中加入刚果红，从培养基上的透明圈中可以筛选出所需菌种。（3）酒精发酵常用的菌种是酵母菌，酵母菌在严格无氧的条件下可生产酒精。在酸性条件下，酸性的重铬酸钾与酒精反应，颜色变化为橙色变为灰绿色。考点：本题考查酵母菌酒精发酵的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络的能力。8（11分）纤维素分解菌能够产生纤维素酶分解纤维素。左图为分离获取纤维素酶,并应用该酶生产酒精的工艺流程,右图为筛选纤维素分解菌得到的一个培养皿上菌落的分布情况。据图回答下列问题:(1)自然界中的纤维素分解菌主要分布于 的环境中,把从这种环境中获得的微生物培养在以 为唯一碳源的培养基上培养,这种培养基属于 培养基。为便于筛选纤维素分解菌,常在培养基中加入 。右图培养皿中,纤维素分解菌主要集中于 部位。(2)在相同时间内形成的四个菌落大小不同,透明圈的大小也存在差异。引起这种差异的原因可能有两种: 、 。(3)用得到的糖液进行酒精发酵时,除控制好温度、pH外,还应控制好 ,否则就得不到酒精。(4)有的同学认为:发酵罐中糖液的浓度越高,发酵产生的酒精量就越多。你认为这种说法正确吗? ,为什么? 。【答案】（除特殊标出外，每空1分，共11分）(1)富含纤维素(其他答案合理也可) 纤维素 选择 刚果红 c (2) 菌体内所含的纤维素酶的量不同 纤维素酶的活性不同 (3)空气(氧气)的供应量(或通气状况) (4) 不正确 当发酵罐中糖液的浓度太高时,会导致酵母菌失水死亡（2分）【解析】(1)刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物,当纤维素被分解后,复合物无法形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈,通过此方法来筛选纤维素分解菌。(2)培养时间相同,但是菌落大小不一,说明这几种菌利用纤维素的能力存在差异。这种差异可体现在产生的酶的数量不同,还可以体现在产生的酶的数量基本相同,但是酶的活性不同。(3)酒精发酵初期需要通入无菌空气,以使酵母菌大量繁殖;一段时间后需隔绝空气,以使酵母菌进行无氧呼吸生产酒精。9（12分）运用所学知识回答下列与生物技术实践相关的问题。（1）土壤中富含各种微生物，将其浸出液接种到特定的_培养基上，可得到目的菌。不同培养基的具体配方不同，但一般都含有_ _等营养物质。（2）刚果红可以与纤维素等多糖形成红色复合物，但并不与_和_发生这种反应。常用的刚果红染色法有两种：第一种是先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应；第二种是在_时就加入刚果红。（3）果酒和果醋的制作分别利用了 （填微生物名称）；由果酒转变成果醋的制作过程中，需要改变的环境条件是_。【答案】（1）选择 水、无机盐、碳源、氮源（2分）（2）纤维二糖（2分） 葡萄糖（2分） 倒平板 （3）酵母菌和醋酸菌（2分） 氧气（温度和氧气）（2分）【解析】（1）要筛选目的菌，可以采用选择培养基，但培养基最基本都需要含有水、无机盐、碳源和氮源。（2）刚果红不与纤维二糖和葡萄糖发生反应；第二种方法在倒平板时就加入刚果红 (3)利用葡萄制作葡萄酒的过程中,发挥作用的微生物是酵母菌，酵母菌能够利用葡萄糖进行无氧呼吸产生乙醇和二氧化碳；果酒发酵与果醋发酵过程中温度控制及氧气不同，果酒发酵是利用无氧呼吸，果醋发酵是有氧环境，所以由果酒转变成果醋的制作过程中，需要改变的环境条件是温度和氧气。10（2012泰安二模）【生物一生物技术实践】乙醇是汽油的良好替代品利用农作物秸秆为原料可生产乙醇，其主要技术流程为：秸秆秸秆碎屑反应罐水解压滤出渣酒精发酵真空分馏（1）过程可以加入微生物，从土壤中获取所需微生物的过程称为微生物的 分离 纯化菌种时，将选择培养获得的菌液稀释后用 稀释涂布平板 法接种到培养基上，并用 刚果红染色 法筛选纤维素分解菌（2）过程也可以加入纤维素酶，纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括 Cx酶、C1酶和葡萄糖苷酶 三种组分生产实践中，可采用 化学结合（或物理吸附） 法制成固定化纤维素酶，从而实现酶的重复利用（3）酒精发酵阶段接种的微生物是 酵母菌 ，其在 无氧 条件下进行酒精发酵接种前，对培养基进行灭菌的常用方法是 高压蒸汽灭菌 【答案】（1）分离 稀释涂布平板 刚果红染色 （2）Cx酶、C1酶和葡萄糖苷酶 化学结合（或物理吸附） （3）酵母菌 无氧 高压蒸汽灭菌【解析】试题分析：（1）微生物的分离是研究和利用微生物的第一步，也是微生物工作的基本方法和重要环节土壤中的微生物很多，本题中要从土壤中获得分解纤维素的菌接种最常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法，平板划线分离法：由接种环以菌操作沾取少许待分离的材料，在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线，微生物细胞数量将随着划线次数的增加而减少，并逐步分散开来，如果划线适宜的话，微生物能一一分散，经培养后，可在平板表面得到单菌落用途：一般多用于从菌种的纯化；稀释平板计数是根据微生物在固体培养基上所形成的单个菌落，即是由一个单细胞繁殖而成这一培养特征设计的计数方法，即一个菌落代表一个单细胞计数时，首先将待测样品制成均匀的系列稀释液，尽量使样品中的微生物细胞分散开，使成单个细胞存在（否则一个菌落就不只是代表一个细胞），再取一定稀释度、一定量的稀释液接种到平板中，使其均匀分布于平板中的培养基内用途：一般多用于筛选菌株一般用于平板培养基的回收率计数刚果红与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌（2）纤维素酶是一种复合酶，包括内切酶（Cx酶）、外切酶（C1酶）和葡萄糖苷酶直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较比较项目 直接使用酶 固定化酶 固定化细胞酶的种类 一种或几种 一种 一系列酶制作方法 无 化学结合法、物理吸附法 包埋法是否需要营养物质 否 否 是反应底物 各种物质 各种物质 小分子物质（3）酵母菌是兼性厌氧菌，既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸，酵母菌的无氧呼吸的产物是乙醇，需要在密闭条件下才能进行无氧呼吸培养基的灭菌方法只能使用高压蒸汽灭菌法解：（1）土壤中的微生物很多，本题中要从土壤中获得分解纤维素菌，称为微生物的分离；稀释以后在进行接种的方法称为稀释涂布平板法；鉴定纤维素分解菌使用刚果红染色法（2）纤维素酶是一种复合酶，包括内切酶（Cx酶）、外切酶（C1酶）和葡萄糖苷酶固定化酶的方法有两种物理吸附法和化学结合法，固定化细胞采用包埋法（3）酵母菌的无氧呼吸的产物是乙醇，需要在密闭条件下才能进行无氧呼吸点评：微生物这部分内容是高考试题的一个热点一般体现在对能源的利用，纤维素生产乙醇技术属于再生的新能源技术，可以采用微生物进行发酵获得乙醇，在这个操作过程中要考察的知识点有微生物的无菌操作、微生物的分离以及产品的提取，注意总结11如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 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）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 释稀涂布平板 法（3）用稀释涂布平板法统计菌落数目时，最好选择菌落数在 30300 间的平板进行计数若统计出在一稀释倍数为105的平板上的平均菌落数为30个，所用稀释液的体积为0.2mL，则每克样品中的菌落数为 1.5107个 （4）在分离尿素分解菌所用的培养基中可加入 酚红 指示剂，根据指示剂的颜色可鉴定某种细菌能否分解尿素，若有分解尿素的细菌，培养基将会呈现 红色 【答案】（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）释稀涂布平板（3）30300 1.5107个 （4）酚红 红色【解析】试题分析：生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用，只有在纤维素含量丰富的环境中纤维素分解菌的含量才会高于其它普通环境，从而提高获得目的微生物的几率纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是含量最丰富的多糖类物质纤维素分解菌选择培养基属于液体培养基，纤维素分解菌鉴别培养基属于固体培养基解：（1）因为纤维素分解菌和耐热菌有不同的生活习性，生活在不同的环境中，故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（2）纤维素分解菌选择培养基属于液体培养基，液体培养基宜采用释稀涂布平板来纯化该细菌（3）涂布平板的时候，菌落数目太少和太多都不好，因为太少的话不准确，太多的话不好计数，这样也是减少误差根据公式可知：300.2105=1.5107个（4）在分离尿素分解菌所用的培养基中可加入酚红指示剂，根据指示剂的颜色可鉴定某种细菌能否分解尿素，若有分解尿素的细菌，培养基将会呈现红色点评：本题难度适中，属于考纲中识记层次的要求，考查了微生物的培养、计数的有关问题，相关知识只需识记课本知识、掌握相关计算公式即可12（2012保定一模）秸秆的主要成分是纤维素，利用秸秆粉碎液可以生产燃料乙醇回答下列相关问题（1）利用玉米秸秆生产乙醇首先选用 纤维素 酶进行水解，使之转化为发酵所需的葡萄糖等，然后进行发酵获得乙醇，反应式是 C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量 （2）具有耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种，原因是 酵母菌发酵产生二氧化碳，使发酵液PH降低 为获取耐酸特性的酵母菌，可将野生酵母菌进行诱变，然后利用 选择 培养基筛选出突变菌（3）利用获得的突变菌和糖汁进行酒精发酵实验，为防止外来杂菌入侵，需要对培养基 灭菌 ，对操作空间 消毒 （4）为了探究最佳秸秆粉碎液浓度，设置梯度实验进行探究在实验中可利用 活菌计数 法或 显微镜直接计数 法测定酵母菌数量【答案】（1）纤维素 C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量 （2）酵母菌发酵产生二氧化碳，使发酵液PH降低 选择（3）灭菌 消毒 （4）活菌计数 显微镜直接计数【解析】试题分析：阅读通过可知，本题是利用玉米秸秆题干酵母菌发酵生产乙醇的题目，根据问题涉及的具体内容回忆相关知识点，分析解答解：（1）酵母菌发酵产生酒精的原料是葡萄糖，而玉米秸秆的主要成分是纤维素，所用在发酵产酒前要用纤维素酶对玉米秸秆进行水解，酵母菌发酵产生酒精的反应式是C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（2）由反应式可知，酵母菌咋爱发酵时产生二氧化碳，二氧化碳溶于水，电离出氢离子，是发酵液PH降低，为了获得耐酸特性的酵母菌，可将野生酵母菌进行诱变，然后利用酸性较强的培养基对酵母菌进行选择培养，筛选成耐酸特性的突变菌株（3）在发酵过程中应用无菌操作，对培养基进行高压蒸汽灭菌，对操作空间和操作者进行消毒（4）测定酵母菌数量的方法常用活菌计数法或显微镜直接计数法故答案应为：点评：本题的知识点是纤维素酶的作用，酵母菌的发酵条件和反应式，选择培养基的作用，实验过程的无菌技术，测定微生物数量的方法，主要考查学生对基础知识的掌握和运用13乙醇可部分替代石油燃料，利用纤维素酶、酵母菌等可将纤维素转化成乙醇，耐高温纤维素酶可以加速催化纤维素的水解，从而有利于酵母菌发酵产生乙醇（1）某研究小组将产纤维素酶的菌株，通过诱变和高温筛选获得新菌株为探究新菌株所产纤维素酶能否耐受80高温，进行了以下实验 试管1 试管2第一步 加入适量缓冲液 加入等量纤维素酶溶液（缓冲液配制）第二步 80水浴保温 30min第三步 加入 适量纤维素液 第四步 60水浴保温10min第五步 加入 斐林试剂或班氏糖定性试剂 第六步 沸水浴中加热2min，观察实验现象结果与结论：若 试管1内呈蓝色，试管2内有砖红色沉淀产生 ，则表明该纤维素酶能耐受80高温；若 试管1和2内均呈蓝色 ，则表明该纤维素酶不能耐受80高温（2）酵母菌发酵产生的乙醇属于 次级 （填“初级”或“次级”）代谢产物【答案】（1）80水浴保温 适量纤维素液 斐林试剂或班氏糖定性试剂试管1内呈蓝色，试管2内有砖红色沉淀产生 试管1和2内均呈蓝色（2）次级【解析】试题分析：根据实验目的“为探究新菌株所产纤维素酶能否耐受80高温”，因此需对纤维素酶进行高温处理，然后观察是否能将纤维素水解产生还原糖还原糖可用斐林试剂或班氏试剂鉴定观察是否产生砖红色沉淀初级代谢产物是指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等次级代谢产物是指微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质，如抗生素、毒素、激素、色素等解：（1）根据实验是探究纤维素酶能否耐受80高温，所以应先对纤维素酶用80高温处理，常用方法为水浴80保温，对酶进行高温处理后，然后再加入适量的纤维素酶作用的底物纤维素，利用纤维素酶能使纤维素水解为还原糖，来验证经高温处理的酶是否还有活性，还原糖可用斐林试剂或班氏糖定性试剂检测如果纤维素酶能耐受80高温，则经80高温处理后，依然能使纤维素水解，经斐林试剂检测能出现砖红色沉淀反之，不能出现砖红色沉淀（2）乙醇是对酵母菌无明显生理功能，并非是酵母菌生长和繁殖所必需的物质，这样的物质为次级代谢产物点评：本题难度不大，考查了微生物的代谢产物、微生物的应用价值以及探究类实验的设计等方面的知识，考生关键能识记初级代谢产物和次级代谢产物的区别，以及能够根据题中实验目的结合表中提示完善实验操作步骤14纤维素酶在洗涤剂、棉织品水洗抛光整理和制浆造纸等行业上有巨大的应用价值科研人员作了如下实验，请分析回答：（1）图1的中接种的是造纸厂附近土壤，培养基中的碳源应为 纤维素为唯一碳源 中分别培养的是通过 刚果红 染色鉴定法选取透明圈较大的5个菌株（2）将这5个菌株进行发酵产生的酶，加入到纤维素溶液中，测定 还原糖含量 ，由图2可知3号菌株酶活力最高（3）对破壁前后的酶活力进行了比较，测得未破壁的酶活力为3540U/ml，已破壁的酶活力为94U/ml由此可知，该菌所产纤维素酶为 胞外酶 酶（4）要测定该酪的热稳定性，应采取的实验方案是 取5只装有等量菌液的试管，置于5种不同的温度条件，培养相同时间，测定还原糖的含量，若测得还原糖含量变化不大，则说明该菌的热稳定性较好 【答案】（1）纤维素为唯一碳源 刚果红 （2）还原糖含量（3）胞外酶（4）取5只装有等量菌液的试管，置于5种不同的温度条件，培养相同时间，测定还原糖的含量，若测得还原糖含量变化不大，则说明该菌的热稳定性较好【解析】试题分析：阅读题干和题图可知，本题是纤维素分解菌的分离培养和应用，可以根据问题涉及的具体内容，梳理相关的基础知识，结合题图分析解答解：（1）由题意可知，本实验的目的是分离分解纤维素的菌，所以培养基中的碳源应是纤维素，检测纤维素分解菌的方法是刚果红染色法，所以中分别培养的是通过刚果红色鉴定法选取透明圈较大的5个菌株（2）纤维素分解菌能产生纤维素酶，纤维素酶能将纤维素经过一系列反应水解成葡萄糖，葡萄糖是还原糖，因此可以通过检测纤维素溶液中还原糖的含量来检测纤维素酶的活性（3）由题意可知，纤维素酶是胞外酶（4）由题意可知，本实验目的是测定热稳定性，可以取取5只装有等量菌液的试管，置于5种不同的温度条件，培养相同时间，测定还原糖的含量，若测得还原糖含量变化不大，则说明该菌的热稳定性较好点评：本题的知识点是分离纤维素分解菌所用的培养基，检测纤维素酶的活性和热稳定性，主要考查学生运用所学的知识解决生产生活中实际问题的能力和实验设计能力15饲养动物常用的植物饲料中含有难溶的植酸钙等物质，很难被动物吸收利用，还影响对其他营养物质的利用若在饲料中添加植酸酶，则能催化其水解成为可以吸收利用的磷酸盐等以下是科研人员从作物根部土壤中分离产植酸酶的菌株的过程示意图请分析作答（1）培养基中除了添加植酸钙以外，应含有 碳源 、 氮源 、水、无机盐等基本营养物质（2）为防止杂菌污染，要对培养基和培养皿等进行 灭菌 ，而且须将接种后的培养皿呈 倒置 状态放置（3）接种以前进行的一系列操作，目的是在培养皿表面形成 单个菌落 根据土壤样品的稀释倍数和接种稀释液的体积，统计平板上的 菌落数 就能大致推测出样品中的活菌数（4）由于植酸钙的不溶解性，使培养基中形成白色浑浊产植酸酶的菌株会水解植酸钙，菌落的周围将形成透明的区域，根据透明区域的有无，可初步判断该菌是否产植酸酶实验结果显示AE五种菌株中， E 是产植酸酶的理想菌株（5）获得目的菌以后，若要用于植酸酶的生产，还需要进行 扩大培养 【答案】（1）碳源 氮源 （2）（高压蒸汽）灭菌 倒置（3）单个菌落 菌落数 （4）E （5）扩大培养【解析】试题分析：阅读题干和题图可知，本题是利用微生物培养的知识分离产植酸酶的菌株，先分析题图了解土从壤中分离产植酸酶的菌株的过程，然后根据问题涉及的具体内容梳理相关知识综合解答解：（1）培养微生物的培养基为微生物提供的营养成分一般包括水、无机盐、碳源、氮源四类（2）为防止杂菌污染培养物，应对培养基和培养皿进行灭菌处理，接种微生物后培养皿要呈倒置状态放置，防止水珠滴落到培养基上污染培养物（3）接种以前进行的一系列操作，目的是在培养皿表面形成单个菌落；据土壤样品的稀释倍数和接种稀释液的体积，统计平板上的菌落数大致推测出样品中的活菌数（4）分析题图可知，菌落E周围的透明圈最大，是产植酸酶的理想菌株（5）若要用目的菌生产植酸酶，还必须进行扩大培养，以增加目的菌的数量点评：本题的知识点是培养基的营养成分，实验过程中的无菌技术，统计样品中菌落数的方法，主要考查学生对微生物培养知识的掌握和利用微生物培养技术解决生产、生活中问题的能力16（2012临沂二模）【生物一生物技术实践】废纸的主要成分是木质纤维，科技人员将其转化为一种新的资源乙醇下图是工业上利用微生物由纤维素生产乙醇的基本工艺流程请回答相关问题：（1）环节要选择的微生物是 纤维素分解酶 ，可将从富含纤维素土壤中获得的微生物培养在以纤维素为碳源，并加入 刚果红 的培养基上筛选周围有 透明圈 的菌落（2）将上述筛选出的菌进行培养，则中获得的酶是 纤维素 酶该酶至少包括C1酶、Cx酶和 葡萄糖苷酶 三种组分（3）环节中被接入的常见菌种是 酵母菌 ，为了确保获得产物乙醇，过程要注意避免污染杂菌并要注意 发酵装置密闭（保证无氧环境） （4）生产中为了降低酶的成本首先要通过基因工程等技术手段对产酶微生物进行改造，提高酶的产量，还可利用 固定化酶 等技术使酶能够重复利用【答案】（1）纤维素分解酶 刚果红 透明圈 （2）纤维素 葡萄糖苷酶（3）酵母菌 发酵装置密闭（保证无氧环境） （4）固定化酶【解析】试题分析：刚果红可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这样的反应因此要鉴定纤维素分解菌，可向培养基中加入刚果红染料，若存在纤维素分解菌，会产生透明圈纤维素酶是一种复合酶，它包含C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶三种组分，前两种酶能将纤维素分解为纤维二糖，葡萄糖苷酶能将纤维二糖分解为葡萄糖解：（1）环节需要的微生物能产生纤维素酶，这样的微生物在富含纤维素的环境中较多，可用碳源为纤维素的选择培养基获得刚果红可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这样的反应因此要鉴定纤维素分解菌，可向培养基中加入刚果红染料，若存在纤维素分解菌，会产生透明圈（2）将上述筛选出的菌进行培养，则中获得的酶是纤维素酶该酶至少包括C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶三种组分，前两种酶能将纤维素分解为纤维二糖，葡萄糖苷酶能将纤维二糖分解为葡萄糖（3）酵母菌可以进行无氧呼吸产生酒精，为了确保获得产物乙醇，过程要注意避免污染杂菌并要注意发酵装置密闭（保证无氧环境）（4）固定化酶等技术使酶能够重复利用，而且还能提高产品的品质点评：本题考查了分解纤维素的微生物分离的相关知识，意在考查考生能识记并理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系；从题目所给的图形中获取有效信息的能力17（2013朝阳区一模）从某地分离到能分泌纤维素酶的枯草杆菌，对此菌进行诱变，利用染色法筛选纤维素酶产量高的菌体（染色法：染料和培养基中的纤维素发生颜色反应，当纤维素被菌体水解，培养基中会出现以菌落为中心的透明圈）（1）实验材料：菌体悬液，紫外灯，添加 纤维素 为碳源的选择培养基，培养皿等（2）实验过程及结果预期：a将菌体悬液稀释至适当浓度，平均分成甲、乙两组b甲组用 适当剂量（强度） 的紫外灯照射一定时间，乙组不做处理c 将等量甲乙两组菌液 接种至选择培养基上d观察并测量 透明圈 的直径与相应菌落直径e若甲组中出现了纤维素酶产量高的酶体，其形成的酶落表现为 透明圈的直径与相应菌落直径比值 比乙组相应值的平均值大（3）甲组中会出现纤维素酶产量不同的酶体，此现象是由于紫外线的照射改变了基因的 结构（或碱基排列顺序） ，即发生了 基因突变 （变异类型），体现了此变异的 不定向 特点（4）枯草杆菌因没有 生物膜 系统，其分泌纤维素酶与真核细胞蛋白质的分泌方式不同（5）若用液体培养上述细菌，研究其数量变化规律，绘制出该菌的生长速率曲线如图，据图描述此菌的种群数量的变化规律是 先S型增长后下降（首先平稳随后增加再平稳之后下降） 【答案】（1）纤维素（2）b适当剂量（强度） c将等量甲乙两组菌液d透明圈 e透明圈的直径与相应菌落直径比值（3）结构（或碱基排列顺序） 基因突变 不定向（4）生物膜（5）先S型增长后下降（首先平稳随后增加再平稳之后下降）【解析】试题分析：（1）选择培养基：选择培养基是根据不同微生物在代谢过程中所需要的营养物质和环境不同而配制的不同微生物对某些化学药品的抵抗力不同利用这些特点，我们便可配制出适于某些微生物生长而抑制其他微生物的选择培养基，例如从土壤中分离放线菌时，可在培养基中加入10%的酚数滴，抑制细菌和真菌的生长；根据对营养物质的特殊的需求，可以选择不同的微生物，比如尿素分解菌的氮源是尿素，纤维素分解菌的碳源是纤维素（2）本实验的目的是“从某地分离到能分泌纤维素酶的枯草杆菌，对此菌进行诱变，利用染色法筛选纤维素酶产量高的菌体”，所以在设计实验组的时候要对实验组的菌液进行紫外线处理，然后将处理过的菌液和未处理过的菌液进行接种观察产生透明圈的大小（3）紫外线进行诱变的本质是使DNA分子结构发生改变，这种改变是不定向向，所以导致甲组中会出现纤维素酶产量不同的酶体（4）枯草杆菌是原核生物没有内质网、高尔基体，所以像真核生物复杂的膜系统（5）种群数量增长的“S”型曲线的分析：由于自然界的资源和空间是有限的，所以种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，种群数量达到环境条件所允许的最大值（K值、即环境最大容纳量）后将停止增长，有时在K值左右保持相对稳定，但是对于微生物的培养又有所不同，因为微生物的培养一般是封闭的，当营养物质耗尽的时候，这时候菌的数量会大量的死亡解：（1）分离纤维素分解菌的培养基是以纤维素为唯一碳源的培养基（2）甲组属于实验组，用适当剂量的紫外线处理：唯一的变量就是否用紫外线处理，其他的都是无关变量，应该保持一致，比如两组中菌液的用量就应该相同；观察的标准就是看透明圈的大小，透明圈大说明纤维素酶的产量高（3）紫外线进行诱变的本质是使DNA分子结构发生改变，这种改变是不定向向，所以导致甲组中会出现纤维素酶产量不同的酶体（4）枯草杆菌是原核生物没有内质网、高尔基体，所以像真核生物复杂的膜系统（5）由于资源是有限的，所以菌的数量按“S”型增长曲线，但是当营养物质耗尽以后，菌的数量也会下降点评：从宏观来看，微生物的生长也是符合种群的特点，当条件不同时，种群增长曲线符合“S”或“J”型增长曲线，但是微生物的生长又有不同的地方，当在一个封闭的系统的，营养物质不能更新的时候，微生物就会大量的死亡，所以在生产的过程中，一般使用液态的培养基进行培养微生物，目的就是及时更新培养基中的营养物质18（2013黄州区一模）【生物一选修模块1：生物技术实践】请回答下列与生物技术实践相关的问题：（1）利用纤维素解决能源问题的关键是高性能纤维素酶的获取科学家利用培养基从土壤中筛选出能分解纤维素的细菌，这类细菌经过大量培养后可以从中提取纤维素酶土壤中富含各种微生物，将土壤浸出液接种到特定培养基上，可得到能分解纤维素的细菌，实验室中获取纯净菌种常用的接种方法有 平板划线法 和 稀释涂布平板法 虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、 无机盐、碳源、氮源 （2）酵母菌是一种真菌，可用于制作果酒果汁发酵后是否产生酒精，可以用 重铬酸钾 来检验，在酸性条件下，该物质与酒精反应呈现特定的颜色酵母菌细胞固定化可大大提高生产效率固定酵母菌细胞时首先需要将干酵母放入 蒸馏水 中活化；若制得的凝胶珠着色过浅，可能是 海藻酸钠浓度过低 （3）突变菌往往带有一些特殊的基因，在获得这些基因的过程中，PCR技术相当重要PCR扩增反应中加入引物的作用是 使DNA聚合酶能够从引物的3端开始连接脱氧核苷酸 （4）加酶洗衣粉中有的加香精，高档洗衣粉中的香精是由植物芳香油制成的，目前从植物中提取芳香油的方法有 萃取法、蒸馏法、压榨法 等【答案】（1）平板划线法 稀释涂布平板法 无机盐、碳源、氮源（2）重铬酸钾 蒸馏水 海藻酸钠浓度过低（3）使DNA聚合酶能够从引物的3端开始连接脱氧核苷酸（4）萃取法、蒸馏法、压榨法【解析】试题分析：阅读题干可知，本题涉及的知识点较多，可以根据每一问题涉及的具体内容进行梳理做出解答解：（1）分离和纯化菌种常用的方法有平板划线法 和 稀释涂布平板法不同培养基的配方不同，但一般都含有、碳源、氮源、水、无机盐（2）果酒制作过程中，检测酒精的常用试剂是酸性重铬酸钾溶液酵母细胞活化过程是把干酵母放入蒸馏水中；酵母细胞固定化成败的关键是海藻酸钠的浓度，如果海藻酸钠的浓度过低，固定的酵母菌数量少，凝胶珠颜色浅（3）PCR扩增反应中加入引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3端开始连接脱氧核苷酸（4）目前从植物中提取芳香油的方法有萃取法、蒸馏法、压榨法点评：本题涉及的知识点是分离微生物常用的接种方法，培养基的成分，果酒制作，固定化技术，PCR技术和植物有效成分的提取方法；主要考查学生对基础知识的记忆和运用19（2013石家庄二模）下表是探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂（分解）的设计思路：组别 对照组 实验组处理情况 不做处理的带落叶的土壤 处理过的带落叶的土壤将等量的带落叶的土壤，用带有编号的相同塑料袋分别包扎好，并埋在5cm深的土壤中请回答下列问题：（1）对实验组土壤应该进行 灭菌 处理，尽可能排除 土壤微生物 的作用（2）探究土壤微生物中是否含有分解纤维素的细菌的实验过程中，应将土壤浸出液接种在以 纤维素粉 为唯一碳源的培养基上，这样的培养基属于 选择 培养基（3）纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方式有两种，即 平板划线法 和 稀释涂布平板法 并用 刚果红 （试剂）加以鉴别当形成菌落以后可以根据菌落周围是否产生 透明圈 来筛选纤维素分解菌【答案】（1）灭菌 土壤微生物（2）纤维素粉 选择（3）平板划线法 稀释涂布平板法 刚果红 透明圈【解析】试题分析：阅读题干和表格可知本题是以实验为依托微生物的分类和培养的相关知识，先阅读题干找出实验目的，根据实验目的完善实验过程，然后对相关知识进行梳理，最后根据问题提示结合基础知识进行回答解：（1）由题干知实验目的是探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂，根据实验目的实验分两组，一组实验组应去除土壤中微生物，即对实验组进行灭菌处理，尽可能排除土壤微生物的作用；对照组对土壤不做任何处理（2）若要探究土壤微生物中是否含有分解纤维素的细菌，应将土壤浸出液接种在以纤维素粉为唯一碳源的培养基上，这样的培养基属于选择培养基（3）纯化菌种常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，对能分解纤维素的细菌进行鉴别，常在培养基是加入刚果红染液，观察菌落周围是否出现透明圈菌落周围出现透明圈的属于分解纤维素的细菌菌落点评：本题知识点是微生物的分离和培养的基本技术，主要考查学生对基础知识的记忆与应用20（2013东城区二模）农作物秸秆在生产实践中具有多种用途在特定微生物产生的纤维素酶的催化下，秸秆中的纤维素可被分解为葡萄糖，经发酵后形成乙醇，再加工即可制成燃料乙醇，减少了人类生活对石油资源的依赖请分析回答：（1）欲从土壤中分离获取上述特定微生物，可采用稀释涂布法或 平板划线 法进行接种，所用培养基以纤维素为唯一碳源，目的是只允许能产生 纤维素酶 的微生物生长，而其他微生物均不能生长在培养基中加入适量的刚果红染料，若观察到 菌落周围出现透明圈 即可初步筛选到目的菌（2）某研究人员经上述培养获得了三种微生物（甲、乙、丙），现通过如下实验比较三种微生物所产生纤维素酶的活性大小将甲、乙、丙三种微生物经离心等方法处理后，制成酶浓度相同的纤维素酶提取液，取等体积的三种提取液分别与等量的纤维素悬浮液混合，在相同且适宜的pH和温度条件下放置一段时间利用 斐林 试剂检测产物中的葡萄糖，并通过比较颜色深浅程度判断酶活性的大小实验结果如下： 甲提取液 乙提取液 丙提取液颜色深浅程度 + + +注：“+”越多，颜色越深由表分析，三种微生物产生的纤维素酶活性不同，最可能的原因是 不同酶的氨基酸序列不同（或不同酶的空间结构不同） 其中产生酶活性最强的微生物是 乙 （3）农作物秸秆除用于生产燃料乙醇外，还可用于培育蘑菇和生产沼气等下图为某生态农场的部分结构模式图水稻、杂草在此生态系统的组成成分中属于 生产者 输入到鸭体内的能量除通过呼吸作用以热能形式散失外，还用于鸭自身的 生长、发育、繁殖 等生命活动在农业生产上，将蘑菇房与蔬菜大棚连通可提高蔬菜产量，增产的原因最可能是 蘑菇产生的CO2为蔬菜光合作用提供原料 （4）对农作物秸秆的充分利用可促进生态系统中物质在 生物群落与无机环境 之间不断地循环往返，同时合理调整了生态系统中的能量流动关系，有效缓解了燃烧秸秆造成的污染和浪费【答案】（1）平板划线 纤维素酶 菌落周围出现透明圈（2）斐林 不同酶的氨基酸序列不同（或不同酶的空间结构不同） 乙（3）生产者 生长、发育、繁殖蘑菇产生的CO2为蔬菜光合作用提供原料（4）生物群落与无机环境【解析】试题分析：（1）接种最常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法接种的目的是使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，并在培养基表面形成单个细菌繁殖而成的子细胞群体菌落；刚果红染色法筛选纤维素分解菌的原理：刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应当我们在含有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红色复合物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这样，我们就可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌（2）让土壤中的微生物将淀粉水解后，产物是麦芽糖、葡萄糖等还原糖，加入斐林试剂以后，还原